Biến trở là gì? Ứng dụng và nguyên lý hoạt động

Biến trở là gì? Biến trở và điện trở khác nhau ra sao? Người ta dùng biến trở trong những ứng dụng nào? Làm sao để chuyển tín hiệu biến trở (ohm) ra 4-20mA khi PLC chỉ nhận được tín hiệu 4-20mA?

Đó là những câu hỏi mà mình sẽ giải đáp trong bài viết này. Vì loại biến trở được sử dụng khá nhiều trong các ứng dụng hiện nay. Tuy nhiên cũng có không ít chúng ta hơi khó hiểu về loại thiết bị này. Trong phạm vi kiến thức của mình, mình xin chia sẻ những hiểu biết của mình về biến trở.

Hãy cùng mình tìm hiểu trong bài viết sau nha.

Biến trở là gì? Điện trở là gì?

Có thể hiểu một cách đơn giản như sau: biến trở là một loại điện trở có thể thay đổi giá trị được. Thông thường thì biến trở sẽ có 3 chân kết nối, trong đó có 1 chân có thể chạy hoặc xoay (tùy loại biến trở). Khi phần chân chạy này chạy sẽ làm thay đổi giá trị của biến trở.

Và khi biến trở chỉ có 2 chân cố định, thì nó chính là điện trở. Và giá trị của điện trở cũng là cố định.

Ví dụ nha, khi bạn nói điện trở đó có giá trị là 1000Ω chẳng hạn, thì chắc chắn khi ta dùng đồng hồ VOM đo tại 2 đầu của điện trở sẽ có giá trị chính xác là 1000Ω.

Còn nếu như nói biến trở có giá trị 1000Ω, nghĩa là giá trị của biến trở sẽ tăng/giảm trong khoảng từ 0Ω đến 1000Ω.

Biến trở tiếng Anh gọi là gì?

Trả lời luôn, Biến trở có tên tiếng Anh là ” Variable Resistor” (viết tắt là VR), “rheostat” hay còn được gọi là “potentiometer“. Những tên gọi này thường xuất hiện trong các tài liệu tiếng Anh cũng như được ghi trên phần thân của biến trở.

Có bao nhiêu loại biến trở?

Hiện tại có thể phân loại biến trở ra thành 4 loại:

• Biến trở tay quay
• Biến trở con chạy

Đây là 2 loại mà ta rất thường gặp. Ngoài ra còn có:

• Biến trở than
• Biến trở dây quấn

Cấu tạo của biến trở:

Nhìn trên sơ đồ trên, ta cũng sẽ thấy rõ phần cấu tạo của biến trở. Mỗi biến trở sẽ có 3 phần chính:

• Chân chạy
• Cuộn dây có điện trở suất lớn.
• 3 chân kết nối.

Ta có thể hiểu đơn giản nguyên lý hoạt động của biến trở như sau: phần chân chạy sẽ có 1 bộ phận có thể chạy dọc theo chiều dài của cuộn dây. Khi phần chân này chạy sẽ làm thay đổi chiều dài của cuộn dây và điện trở của dây từ đó cũng sẽ tăng/giảm tương ứng.

Chỉ đơn giản là vậy!

Biến trở dùng để làm gì?

Có rất nhiều các ứng dụng của biến trở trong cuộc sống mà có thể bạn không nhận thấy. Mình lấy ví dụ đơn giản như là cái núm vặn âm lượng trên các loại loa trong nhà bạn. Thì phần núm vặn chính là phần chân chạy của biến trở. Khi ta xoay núm sẽ làm thay đổi điện trở, từ đó làm tăng/giảm âm lượng.

Ngoài ra thì biến trở còn được ứng dụng trong phần núm vặn điều chỉnh độ sáng của đèn LED hoặc 220V. Khi ta xoay phần núm vặn cũng sẽ làm tăng/giảm độ sáng của đèn.

Đó đều là những ứng dụng của biến trở trong đời sống hàng ngày mà bạn rất quen thuộc.

Còn trong công nghiệp, có thể thấy được ứng dụng của biến trở trong các máy ép thủy lực. Phần biến trở này thông thường chính là phần xy lanh điều khiển chân máy ép. Khi phần xy lanh này thay đổi chiều dài sẽ làm chân máy ép nâng lên hoặc hạ xuống.

Ngoài ra, trong các nhà máy, biến trở còn được dùng để thay tín hiệu 4-20mA hoặc 0-10V để truyền về PLC trong trường hợp có 1 thiết bị nào đó bị hỏng. Việc này sẽ giúp hệ thống tạm thời được hoạt động. Dĩ nhiên là sau đó ta vẫn phải sửa chữa hoặc thay thế thiết bị để hệ thống hoạt động ổn định hơn.

Cách mắc biến trở 3 chân:

Để mắc được biến trở, đầu tiên ta cần xác định được trong 3 chân thì chân nào là chân chạy. Cách đơn giản nhất là ta sẽ dùng đồng hồ VOM.

Đầu tiên, ta dùng đồng hồ VOM, chuyển qua chế độ đo ohm (Ω) và đo 2 chân bất kỳ của biến trở. Sau đó xoay phần núm vặn của biến trở.

Nếu khi ta xoay núm mà giá trị biến trở vẫn không thay đổi thì 2 chân này chính là 2 chân cố định.

Từ đó, ta suy ra, chân còn lại chính là chân chạy.

Rất đơn giản.

Cách xác định biến trở có bị hư hay không?

Cũng tương tự như cách xác định chân chạy của biến trở. Ta cũng dùng đồng hồ VOM để đo 2 chân bất kỳ của biến trở.

Sau đó ta xoay núm vặn của biến trở để xác định chân chạy.

Tiếp theo, ta đo 1 chân cố định và chân chạy của biến trở và tiếp tục xoay núm vặn.

Nếu giá trị vẫn không đổi thì là biến trở đã bị hư.

Cách chuyển đổi tín hiệu biến trở (ohm) ra 4-20mA:

Cách đơn giản nhất là ta dùng bộ chuyển đổi tín hiệu biến trở ra 4-20mA Seneca Z109REG2-1 hoặc Seneca Z170REG-1 của hãng Seneca-Italy. Ngoài chức năng chuyển đổi giá trị biến trở, bộ chuyển đổi này còn có khả năng cách ly tín hiệu để chống nhiễu cho thiết bị.

Vì sao lại chuyển tín hiệu ohm ra 4-20mA?

Bởi vì đa số các loại PLC hiện nay đều không có hỗ trợ trực tiếp biến trở. Vì thế ta cần phải chuyển tín hiệu của biến trở sang 4-20mA.

Một lý do khác nữa là tín hiệu điện trở khi truyền đi trong nhà máy rất dễ bị nhiễu. Nên người ta thường chuyển sang tín hiệu 4-20mA luôn cho an toàn.

Chuyển đổi tín hiệu biến trở ra 4-20mA bằng cách nào?

Có 2 thiết bị mà ta có thể dùng để chuyển đổi tín hiệu biến trở, đó là:

• Bộ chuyển đổi tín hiệu biến trở ra 4-20mA Seneca Z109REG2-1: ngoài chức năng chuyển đổi tín hiệu, bộ này còn có thể cách ly tín hiệu để chống nhiễu tại 3750 Vac. Đây là một chuẩn cách ly cao mà ít có hãng nào có được.
• Bộ chuyển đổi, cách ly tín hiệu, chia tín hiệu Seneca Z170REG-1: Đây được xem như là một bộ đa năng khi vừa có thể chuyển tín hiệu biến trở ra tín hiệu 4-20mA, ngoài ra còn có thể chia 1 tín hiệu input thành 2 tín hiệu 4-20mA và còn có thể cách ly chống nhiễu tại 1500 Vac.

Cách đấu dây bộ chuyển đổi tín hiệu biến trở:

Như hình minh họa trên, ta chỉ cần đấu nối thiết bị tương tự là ok. Cụ thể là ta sẽ đấu 2 dây cố định của biến trở với chân 8 và chân 10. Còn chân chạy nối với chân 12.

Trên đây là những chia sẻ của mình về biến trở là gì? Cách đấu dây biến trở? Cách xác định biến trở có bị hư không?

Hy vọng bài viết có thể cung cấp được những thông tin bổ ích cho bạn. Cần tư vấn thêm về sản phẩm có thể liên hệ với mình nha.

Thanks!