Trước tiên chúng ta cùng nhau tìm hiểu sơ lược về biến trở trước nhé. Ngay từ khi còn học ở phổ thông, chúng ta đã từng nghe và được học về một số loại linh kiện như đi ốt, tụ điện, biến trở, điện trở,… Và chúng ta cũng biết được khá nhiều về điện trở đó là một thiết bị có khả năng hạn chế dòng điện chạy qua để bảo vệ các linh kiện sau nó. Nếu như trên 1 con điện trở có ghi 10kΩ thì đó cũng chính là giá trị của con điện trở đó.
Tuy nhiên biến trở thì hoàn toàn khác mà nói chính xác hơn là một dạng được phát triển trên nền tảng bản chất của điện trở. Cụ thể biến trở được định nghĩa là một thiết bị có điện trở thuần có thể thay đổi được. Chúng thường được dùng trong các mạch điện để có thể thay đổi hoạt động của mạch điện theo nhu cầu. Nếu trên 1 con biến trở có ghi 10kΩ tức là nó có thể thay đổi điện trở từ 0-10kΩ, Và dự thay đổi điện trở này cũng chính là đặc trưng riêng của biến trở.
Cấu tạo của biến trở:
Biến trở có cấu tạo cũng khá đơn giản, trong mạch chúng thường có 3 chân để kết nối với mạch điện. Với 2 chốt dùng để đấu vào mạch điện và còn chốt còn lại dùng để thay đổi điện trở trong khoảng cho phép ghi trên biến trở (thường gọi là con chạy hay tay quay). Bộ phận chính của biến trở thường được cấu tạo từ các cuộn dây làm bằng hợp kim (thường là nikelin, nicrom,…), con quay, tay quay và than.
Trên biến trở thường sẽ có núm vặn để điều chỉnh, với chức năng này sẽ cho phép chúng ta tùy chỉnh từng mức điện trở phù hợp để thay đổi hoạt động trong mạch điện. Bằng cách thay đổi điện trở, chúng ta sẽ dễ dàng thay đổi dòng điện chạy trong mạch theo nhu cầu mà chúng ta muốn.
Phân loại biến trở:
Trên thị trường hiện nay sẽ tồn tại các loại biến trở khác nhau, tuy nhiên nếu xét về mặt cấu tạo thì ta có các loại biến trở như sau:
Mỗi loại đều có hình dạng, kích thước khác nhau. Tuy nhiên về chức năng và cách thức hoạt động sẽ tương tự nhau. Và tất nhiện là mỗi loại sẽ có điểm mạnh cũng như sẽ có điểm yếu riêng.
Công dụng và nguyên lý hoạt động của biến trở:
Rất đúng với tên gọi của mình, biến trở là khả năng làm thay đổi điện trở trong khoảng cho phép. Nguyên lý hoạt động chủ yếu của biến trở là các dây dẫn được tách rời dài ngắn khác nhau. Trên các thiết bị sẽ có vi mạch điều khiển hay các núm vặn. Khi chúng ta thực hiện điều khiển các núm vặn các mạch kín sẽ thay đổi chiều dài dây dẫn khiến điện trở trong mạch thay đổi.
Trong thực tế thì việc thiết kế mạch điện tử luôn có một khoảng sai số nhất định, nên khi thực hiện điều chỉnh mạch điện người ta phải dùng biến trở, lúc này biến trở có vai trò phân áp, phân dòng trong mạch. Ví dụ cụ thể nhất có thể biết đến đó là chúng được sử dụng trong máy tăng âm để thay đổi âm lượng hoặc trong chiếu sáng biến trở dùng để thay đổi độ sáng của đèn.
Ứng dụng chiếc áp (Potentiometer):
Biến trở chiết áp là loại biến trở có 3 cực và tất cả 3 cực được sử dụng trong một mạch. Điện áp đầu ra được lấy từ cực di chuyển, nó trông giống như một mạch chia điện áp. Các bạn có thể tham khảo hình dưới đây.
Quan sát hình chúng ta có thể thấy được hai cực cố định được nối vào nguồn điện áp. Điều này có nghĩa là điện áp giảm dọc theo đường điện trở, và bằng với điện áp nguồn. Mạch đầu ra được kết nối với cực di chuyển bằng cách thay đổi vị trí của cực di chuyển, chúng ta có thể thay đổi điện trở và điện áp trên tải. Nguyên lý này được sử dụng trong các mạch cần điều khiển điện áp. Đường điện trở có thể có hình dạng vòng cung hoặc có thể là đường thẳng. Đặc tính này quyết định dạng hình học của chiết áp.
Ứng dụng điều chỉnh dòng (rheostat):
Biến trở chỉnh dòng hay chính xác hơn là biến trở điều chỉnh dòng điện: Khi một biến trở được sử dụng trong một mạch để điều khiển dòng điện, nó được gọi là biến trở (điều chỉnh dòng). Ở đây một cực sẽ cố định và một cực di động, cực cố định thứ 3 không được sử dụng. Kết nối theo cách này giúp giảm hoặc tăng dòng điện qua mạch bằng cách chỉ thay đổi vị trí của cần gạt. Khi điện trở thay đổi, dòng điện sẽ thay đổi theo hướng nghịch lại. Tức là khi tăng trở kháng, dòng điện qua mạch sẽ giảm.
Vì các điện trở này phải mang theo một lượng lớn dòng điện, nên nó phải đủ mạnh để chịu được dòng điện thay đổi đi qua. Do đó, vật liệu điện trở dây cuốn là lựa chọn phổ biến nhất khi biến trở được sử dụng như một bộ biến trở điều chỉnh dòng. Chúng ta cũng có thể biến bất kỳ biến trở 3 cực (chiết áp) thành 1 biến trở điều chỉnh dòng. Thực hiện bằng cách đấu dây cực cố định (cực không sử dụng) với cực di động thành 1 cực duy nhất.
Biến trở tinh chỉnh:
Biến trở tinh chỉnh là phiên bản thu nhỏ của biến trở và chúng sẽ có ba cực. Nó có thể được gắn trực tiếp trên mạch và thông thường giá trị của nó được điều chỉnh chỉ một lần duy nhất trong quá trình hiệu chỉnh mạch. Nó có một vít điều chỉnh gắn vào điện trở, được điều chỉnh bằng cách sử dụng tua vít để có được trở kháng mong muốn. Trở kháng biến thiên theo đường logarit và chúng sẽ có kí hiệu như sau:
Cách đọc giá trị của biến trở:
Tùy thuộc vào giá trị có trên biến trở mà trên mặt đồng hồ sẽ có thang đo phù hợp. Trong đó thì giá trị điện trở trên biến trở có thể thay đổi được, và dĩ nhiên đơn vị sẽ là Ohm. Ví dụ trên biến trở có ghi trị số là 50kΩ, tương tự như các loại kí hiệu dòng điện hay điện áp khác chúng ta sẽ đọc là 50.000Ohm. Và cứ thế nếu thông số ghi trên biến trở càng lớn thì khoảng chạy của điện trở sẽ càng lớn nhé.
Cách xác định 3 chân của biến trở:
Trên thị trường có khá nhiều loại biến trở khác nhau, vậy trong trường hợp này chúng ta làm sao để xác định được từng chân của biến trở nhỉ. Trong trường hợp này thì chúng ta nên dùng đồng hồ VOM nhé. Cách thức thực hiện như sau, đầu tiên cho chỉnh VOM về thang đo Ohm (Ω), sau đó dùng 2 que của VOM chạm vào 2 chân bất kì của biến trở. Tiếp theo ta xoay núm vặn của biến trở, nếu trong quá trình ta xoay mà giá trị điện trở không thay đổi thì đích thực đây là 2 chân cố định. Và dĩ nhiên chân còn lại của biến trở chính là chân chạy, khá đơn giản đúng không nào.
Ta vẫn có thể kiểm tra xem biến trở có còn dùng được hay không thông qua cách thức bên trên nhé. Tương tự thì ta dùng 2 que của VOM để chạm vào một dây chạy và một dây cố định sau đó xoay núm vặn trên đồng hồ. Nếu có sự thay đổi của điện trở thì biến trở đó vẫn còn dùng được và ngược lại nếu không thay đổi giá trị tức biến trở đã hư hỏng và không dùng được nữa.
Bộ chuyển tín hiệu biến trở – điện trở:
Trong công nghiệp hiện nay biến trở hay điện trở dần trở thành các thiết bị không thể thiếu. Tuy nhiên vấn đề là các PLC điều khiển không nhận được các tín hiệu từ biến trở hay điện trở phát ra. Mà PLc chỉ có thể đọc được các tín hiệu analog 4-20ma/0-10V mà thôi. Chính vì thế mà chúng ta cần đến bộ chuyển tín hiệu điện trở sang tín hiệu analog 4-20ma để có thể truyền về PLC.
Mình xin giới thiệu đến các bạn thiết bị chuyển tín hiệu do công ty mình cung cấp. Thiết bị được nhập khẩu chính hãng từ Orbit Merret – Cộng Hoà Séc, là một trong những hãng có uy tín hàng đầu Châu âu, các bạn có thể tham khảo các thông tin của sản phẩm dưới đây.
Thông số kỹ thuật:
- Model: sản phẩm có mã là OMX39DU.
- Xuất xứ: được nhập khẩu chính hãng từ Orbit Merret – Cộng Hoà Séc
- Ngõ vào (Input): Các tín hiệu biến trở, Pt100, Pt50, Can nhiệt loại K, can nhiệt loại S, can nhiệt loại J…
- Ngõ ra (Output): Có 2 ngõ ra, có thể điều khiển đồng thời cả hai thiết bị với tín hiệu ngõ ra hai kênh là độc lập nhau bao gồm các tín hiệu 4-20mA, 0-20mA, 0-10v, 0-5v.
- Sai số là: 0.1%
- Hệ số cách ly: 4000VAC
- Có thể cài đặt bằng điện thoại và cả bằng máy tính bằng phần mềm.
