Потенциометры

Комплектующие, радиокомпоненты / Радиодетали / Сопротивления
Alexsandrs
1 974
19-11-2017, 23:17
0

Потенциометр представляет собой реостат, включенный таким образом (рис. 1), что снимаемое с него напряжение U₁ может изменяться от нуля до величины напряжения U, подводимого к его концам в зависимости от величины х перемещения щетки относительно обмотки потенциометра.

Рис. 1. Схема потенциометра:

а — без средней точки; б — со средней точкой; 1 — обмотка потенциометра; 2 — щетка (движок); U — напряжение, подводимое к потенциометру; U₁ — напряжение, снимаемое с потенциометра: х — перемещение щетки

Потенциометры используются для преобразования механического перемещения щетки в пропорциональное ему электрическое напряжение U₁.

Имеются потенциометры, у которых напряжение U₁ не является пропорциональным перемещению движка, а изменяется по какому-либо другому закону. Такие потенциометры называются функциональными. Потенциометры, у которых напряжение U₁ пропорционально перемещению х щетки, называются линейными.

В электрогироскопических приборах потенциометры применяются в качестве датчиков угловых (иногда и линейных) механических перемещений. Они являются основными элементами потенцеометрических дистанционных передач и используются в счетно-решающих и других устройствах. Схемы включения потенциометров в зависимости от их назначения бывают различными.

Потенциометры изготовляются из тонкой эмалированной проволоки диаметром 0,04мм и более, наматываемой в один ряд на изоляционный каркас, виток к витку, а иногда с зазором между витками. В зависимости от требований, предъявляемых к потенциометру, применяют проволоку из константана, золота, платины, платиноиридиевых или некоторых других сплавов платины с серебром. После намотки проволоки потенциометр пропитывают лаком; затем эмаль на одной из поверхностей потенциометра зачищают так, что соседние витки остаются незамкнутыми.

По очищенной от эмали поверхности проволоки скользит щетка, которая чаще всего имеет вид металлической ленточки или проволоки, изогнутой на конце. Щетку делают упругой и ее изогнутый конец касается следующего витка, прежде чем сходит с предыдущего, поэтому в моменты перехода с витка на виток контакт не разрывается. Щетки изготовляются из бронзы, золота, платины, платиноиридиевых сплавов, серебра, сплавов серебра с платиной и др. Для повышения надежности контакта ставят не меньше двух параллельно включенных щеток. Необходимое контактное давление чаще всего создается упругостью самой щетки, но иногда щетку делают жесткой, а давление создают дополнительной контактной пружиной.

Каркасы потенциометров бывают прямолинейными, дуговыми или кольцевыми (тороидальными) с прямоугольным, квадратным, круглым и другим поперечным сечением. Иногда при большой ширине поперечного сечения ему придают овальную форму для обеспечения лучшего натяжения провода при намотке. Материал каркаса должен быть влаго- и теплостойким, чтобы каркас не деформировался при изменениях влажности и температуры. Наиболее употребительными материалами для каркасов являются пластмассы, керамика, сплав алюминия с магнием (такой каркас обязательно анодируется) и др.

Внешний вид некоторых прямолинейных и дуговых потенциометров, применяемых в электрогироскопических приборах, показан на рис. 2.

Рис. 2. Типы прямолинейных и дуговых потенциометров

Потенциометры с кольцевым каркасом (их называют тороидальными потенциометрами) состоят из кольцевого каркаса с обмоткой и закрепляемого на нем обруча с ламелями.

К потенциометрам, применяемым в электрогироскопических приборах, предъявляются следующие основные требования. Они не должны иметь вспученных и сдвинутых витков. Их рабочая (очищенная от слоя эмали) поверхность не должна иметь царапин, вмятин и других дефектов, нарушающих контактирование. Недопустимо нарушение изоляции провода на нерабочих поверхностях потенциометра во избежание появления короткозамкнутых витков. Сопротивление потенциометра должно находиться в пределах, указанных на чертеже. Изменение сопротивления по длине потенциометра должно быть линейным.

Под линейностью потенциометра поднимается зависимость изменения сопротивления от перемещения щетки, выраженная прямой. Величину, на которую действительное сопротивление (или выходное напряжение) отклоняется от этой прямой линии, называют нелинейностью. Нелинейность может быть вызвана различием величины омического сопротивления по длине наматываемого провода, неравномерностью толщины эмали на проводе, неравномерностью намотки по шагу, неодинаковостью сечения витков после зачистки.

Проволочные потенциометры имеют также погрешность, называемую витковой, которая получается за счет ступенчатого выходного сигнала при переходе щетки с одного витка на другой. Эта ступенчатость обусловлена тем, что щетка перемещается не по всему проводу обмотки, а, переходя с витка на виток, как бы «перескакивает» через отдельные его участки, вызывая скачкообразное приращение напряжения. Характер ступенчатости потенциометра зависит от величины приложенного к нему напряжения и полного числа витков на всей длине рабочей части обмотки. Чем больше витков в потенциометре, тем меньше ошибка из-за ступенчатости. Для уменьшения такой ошибки применяют не одну токосъемочную щетку, а три-четыре, что снижает величину ошибки в несколько раз.

В последнее время начали применять пленочные потенциометры (рис. 3), которые не имеют погрешности из-за ступенчатости.

Рис. 3. Конструкция пленочного потенциометра

Пленочный потенциометр представляет собой стеклянную пластинку, на которую наносится последовательно двойная токопроводящая пленка, состоящая из двуокиси олова и пленки родия. Схема включения пленочного потенциометра показана на рис. 4.

Рис. 4. Схема включения пленочного потенциометра

По прочности и сопротивлению изоляции потенциометры должны удовлетворять требованиям, указанным на чертеже. Готовые потенциометры должны быть завернуты в папиросную или конденсаторную бумагу и храниться в специальной таре, предохраняющей их от повреждения и загрязнения.

"Основы сборки приборов" Н.Сафонов

Обсудить на форуме