Принцип действия и конструкция
Реостатные датчики представляют собой резисторы с переменным активным сопротивлением. Их работа основана на простом принципе: механическое перемещение подвижного контакта (ползунка) служит входным сигналом, а изменение электрического сопротивления — выходным. Этот контакт механически связан с измеряемым объектом, что позволяет преобразовывать его линейное или угловое движение в электрический сигнал.
Схемы включения и преобразование сигнала
Наиболее распространённый способ подключения — потенциометрическая схема. В ней реостат включается как делитель напряжения, что позволяет получать на выходе лишь часть подаваемого постоянного или переменного напряжения. Эта схема широко применяется в электротехнике для управления уровнем сигнала с помощью резисторов, конденсаторов или катушек индуктивности. Благодаря этому механические измерительные приборы, оснащённые такими датчиками, могут преобразовывать свои показания (например, перемещение стрелки) в стандартные электрические величины — ток или напряжение.
Эволюция конструкции и современные типы
Исторически реостатные датчики изготавливались намоткой провода с высоким удельным сопротивлением (нихром, константан) на изоляционный каркас. Однако у таких датчиков был существенный недостаток — наличие «мёртвой зоны» или зоны нечувствительности, равной диаметру провода, при движении ползунка.
Сегодня предпочтение отдаётся более совершенным плёночным технологиям. Современные реостатные датчики создаются методом нанесения (намазки) проводящих паст на диэлектрическую подложку, формируя резистивную дорожку. Это позволяет проектировать датчики с требуемой функциональной характеристикой, в том числе нелинейной, путём придания дорожке специального профиля.
Комбинированные датчики и области применения
Часто реостатный датчик объединяют с первичным преобразователем, который трансформирует измеряемую физическую величину непосредственно в перемещение ползунка. Яркий пример — датчик давления, где мембрана, прогибаясь под действием давления, механически связана с ползунком. На выходе такого комбинированного устройства формируется электрический сигнал, прямо пропорциональный измеряемому давлению.
Благодаря простоте и надёжности реостатные датчики нашли широкое применение. Они являются основой потенциометров (переменных резисторов), которые изготавливаются из различных материалов: обмоточного провода, металлических плёнок, полупроводников. Эти датчики устанавливают в разнообразных механических измерительных приборах: от поплавковых уровнемеров для жидкостей до манометров всевозможных типов и систем.