電位器式壓力傳感器

有兩個(gè)重要區(qū)別:

1)調(diào)整過程中，數(shù)字電位器的電阻值不是連續(xù)變化的，而是在調(diào)整結(jié)束后才具有所希望的輸出。這是因?yàn)閿?shù)字電位器采用MOS管作為開關(guān)電路，并且采用"先開后關(guān)"的控制方法 。

2)數(shù)字電位器無法實(shí)現(xiàn)電阻的連續(xù)調(diào)整，而只能按數(shù)字電位器中電阻網(wǎng)絡(luò)上的最小電阻值進(jìn)行調(diào)整。

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸小、精度高、重量輕、輸出性號(hào)大、性能穩(wěn)定。其缺點(diǎn)是要求輸入能量大、電刷與電阻元件之間容易磨損。

按其結(jié)構(gòu)形式不同，可分為線繞式、薄膜式和光電式等。按照輸入和輸出的特性不同，可分為線性電位器和非線性電位器。目前常用的以單圈線繞電位器居多。

直滑式電位器主要零部件功能特點(diǎn)介紹如下。

一、電阻體

電阻體是電位器中提供一定電阻值的電阻部件，它的電性能決定了電位器的主要電性能。電阻體應(yīng)有良好的阻值穩(wěn)定性，較小的電阻溫度系數(shù)和靜噪聲。為了提高可靠性，它還應(yīng)具有耐潮、耐熱、耐磨、耐氧化、耐高負(fù)荷以及耐冷熱驟變等性能。

接觸式電位器的電阻體，動(dòng)觸點(diǎn)在其上接觸并滑動(dòng)，因此電阻體表面具有低的電阻率，使其與動(dòng)觸點(diǎn)的接觸電阻小;同時(shí)表面電阻率應(yīng)分布均勻，以保持在有效電行程內(nèi)接觸電阻變化和軌道電阻變化小，能得到較理想的電阻規(guī)律特性。電阻體表面應(yīng)具有適當(dāng)?shù)墓鉂嵍?，硬度和一定的耐磨性，以保證其機(jī)械耐久性。對(duì)線繞電位器是將電阻線材繞在骨架上，制成圓環(huán)形或螺旋形等電阻體，對(duì)薄膜或厚膜電位器，是公基板上形成電阻膜，形狀多為馬蹄形，圓弧形或長(zhǎng)條形。對(duì)于合成實(shí)芯電位器，是在基座上壓塑出馬蹄形或長(zhǎng)條形電阻軌。

二、骨架和基體

骨架是線繞電位器電阻體的絕緣支承體?；w(或基片)是非線繞電位器電阻體的支承體。

三、電刷、滑動(dòng)Q和中心接觸圈片。

電位器中沿電阻體滑動(dòng)，并引出輸入電壓的動(dòng)觸點(diǎn)構(gòu)件稱電刷<或接觸式入電刷分兩大類:一類是金屬刷。即金屬材料制作的電刷;另一類是碳刷，即用碳晨i溺矗和樹指等混合材料制作的電刷。金屬刷的形狀有刷形，點(diǎn)形、球面形和'多指形等。在保證接觸可靠性和電流分布均勻上，以多指電刷效果最好。碳刷的形狀有圓錐形和長(zhǎng)方形等，接觸面有平面的和球面的，電位器的接觸可靠性、低噪聲、機(jī)械耐久性及使用壽命等，直接與電刷一電阻體的接觸狀態(tài)和機(jī)械磨損有關(guān)。因此，電刷材料應(yīng)具有耐腐蝕、耐氧化、耐熱、耐寒;導(dǎo)熱性好、導(dǎo)電性好、無磁、接觸電阻低、較高耐磨性及較好的機(jī)械強(qiáng)度等特性。電刷與電阻體一直處于接觸和摩擦狀態(tài)，兩種材料要匹配組合得適當(dāng)，以求得接觸電阻小和耐磨性好。如果組合不當(dāng)，兩者之一有很快磨損的可能。與電阻體相比，電刷的硬度和耐磨性應(yīng)稍低，使電阻體免受損壞，保證其可靠性。選用碳刷時(shí)，因碳刷的阻值遠(yuǎn)大于金屬刷，所以對(duì)電位器的輸出影響較大。碳刷的阻值低于配方中碳黑和石墨的含量。碳含量高阻值低，但強(qiáng)度變差。對(duì)要求高的碳刷有時(shí)加入金屬粉(如銀粉)來降低阻值。碳刷的阻值越小越好，一般不超過6歐姆。碳刷的強(qiáng)度是指碳刷能承受的最大壓力。強(qiáng)度高則可承受的壓力就大，這樣與電阻體的接觸電阻就小。

1 用金屬材料做的電刷，應(yīng)具有較高的抗拉強(qiáng)度和較好的延伸率，并易于焊接，便于加工組裝等。金屬電刷應(yīng)選用彈性好的金屬材料，以便電刷動(dòng)觸點(diǎn)對(duì)電阻體有一定彈性壓力。彈性材料應(yīng)具有較高的彈性極限、屈服極限等。在長(zhǎng)期使用中，電刷的彈性壓力變化越小，接觸可靠性越高。金屬電刷常用的材料有:鈹青銅、磷青銅、鋅白銅、把銀鉻合金、鉑鎳合金、鉑銥合金、鎊銥合金、金銀銅合金等。以貴金屬為基的合金，具有高的抗氧化和抗腐蝕性能，即使在高溫高濕條件下也相.當(dāng)穩(wěn)定;接觸電阻變化很小，常用于精密電位器'

2.滑動(dòng)臂(或稱滑塊)

滑動(dòng)臂是連接轉(zhuǎn)軸(或滑柄)和電刷的構(gòu)件，它將轉(zhuǎn)軸(或滑柄)的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)軸電刷，帶動(dòng)電刷在電阻體上滑動(dòng)身滑動(dòng)臂材料根據(jù)電位器結(jié)構(gòu)有選用金屬材料的或非金屬材料的。如選用彈性金屬材料，則滑動(dòng)臂起著對(duì)電刷施加彈性壓力的作用;如用剛性材料，則電刷應(yīng)具有一定彈性，或另用彈性零件對(duì)電刷施加彈性壓力。常用作滑動(dòng)臂的材料有布肢樞、紙膠板、塑科、黃銅、銀銅和磷青銅等。金屬材料一般需電鍍保護(hù)層。

3.接觸簧片

接觸簧片是連接電刷和集流件的溝件，它將電刷的電輸出傳遞給集流件和引出瑞。接觸簧片和集流件間是一種動(dòng)接點(diǎn)式的連接，所以接觸簧片對(duì)電位器的機(jī)械耐久性、接觸穩(wěn)定性和動(dòng)噪聲影響很大。因此，接觸簧片應(yīng)具有良好的彈性，以保證對(duì)集流件有一定的彈性壓力;它還具有良好的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，其硬度和耐磨性應(yīng)與集流件相匹配。常用的材料有磷青銅和被青銅等。接觸簧片經(jīng)常與電刷或滑動(dòng)臂做成一體。

四、整流件和引出端

1.集流件(又稱導(dǎo)電環(huán))

集流件是引出端與接觸簧片間的電氣連接構(gòu)件。集流件陀導(dǎo)電性良好，與接觸簧片的接觸電阻小、機(jī)械強(qiáng)度高、耐磨性好。通常用黃銅、鋁或鋁合金等;有的材料需電鍍保護(hù)層。金屬玻璃釉電位器的集流件是在瓷基體上燒滲銀層形成的，有機(jī)合成實(shí)芯電位器的集流件可用低阻導(dǎo)電粉壓制而成。

2.引出端

引出端是把電阻體的兩個(gè)固定端和電刷的一個(gè)可變端引出與外電路相連接的構(gòu)件。帶開關(guān)的電位器還有開關(guān)的引出瑞。抽頭式電位器還有抽頭引出端，它是在有效電行程上某點(diǎn)的引出接線瑞。所有的引出瑞與內(nèi)部都應(yīng)具有良好的電連接。引出端應(yīng)具有良好的導(dǎo)電性，耐腐蝕性和抗氧化能力，并具有一定的抗彎、抗拉機(jī)械強(qiáng)度和良好的可焊性。

引出端的常用材料是黃銅和鐵鎳合金等，常采用電鍍鎳、錫、銀、金等作保護(hù)層。

五、轉(zhuǎn)轍、滑鋼、螺桿和軸塞

1.轉(zhuǎn)軸、滑柄、螺桿 轉(zhuǎn)軸是旋轉(zhuǎn)式電位器引入旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件;滑柄是直滑式電位器引入直線運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件;螺桿是螺桿驅(qū)動(dòng)式電位器引人多圈旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的構(gòu)件。它們與其他滑動(dòng)接觸構(gòu)件或旋轉(zhuǎn)構(gòu)件組合成驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是從外部引入機(jī)械運(yùn)動(dòng)，驅(qū)使動(dòng)觸點(diǎn)(電刷)沿電阻體滑動(dòng)的構(gòu)成部分的總稱。它在旋轉(zhuǎn)電位器中稱為轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng);在直滑式電位器中稱為滑動(dòng)系統(tǒng)。

轉(zhuǎn)軸答應(yīng)有較高的尺寸精度和光潔度，以保證轉(zhuǎn)動(dòng)或滑動(dòng)平滑，手感好，功噪聲小;它還應(yīng)具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，保證在傳遞力的過升i中不發(fā)今變形和斷裂。這些構(gòu)件在電位器組裝巾與所有電氣構(gòu)件絕永。

這些構(gòu)件常用黃銅、鋼、鋁合金、鎳鉻鋼或塑料等制成。黃銅和鋼制成的軸需鍍鐐保護(hù)層;鎳鉻鋼耐腐蝕，不需鍍金屬保護(hù)層，常用于精密電位器中;鋁合金也具有耐腐蝕憂點(diǎn)，且重量輕、價(jià)格便宜，但強(qiáng)度比鎳鉻鋼差。使用塑料f可以節(jié)省金屬材料、壓塑成形加工效率也較高，對(duì)某種高壓產(chǎn)品絕緣軸還有安全的功能。轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)形式可參閱第一章第一節(jié)。

2.軸套

軸套是與轉(zhuǎn)軸(或螺桿)保持精密動(dòng)配合的安筒，它可與基座組成一個(gè)整休構(gòu)件。一般帶螺紋的軸套還起著安裝件的作用。在快速電位器中，采用滾珠軸承b它的精度高，摩擦力小;轉(zhuǎn)動(dòng)壽命長(zhǎng)。

軸套材料應(yīng)易刊口工，內(nèi)孔尺寸精度高，有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，常用黃銅、鋼和鋁合金等材料，有的還需電鍍保護(hù)層，也有用塑料制成絕緣軸套的。

六、基座和外突

1.基座(又稱底座)

基座是安裝和支承電阻體、引出消和集流件等零部件的基礎(chǔ)件?；Ｓ锰沾?、塑料或金屬材料制成。對(duì)金屬玻璃釉、金屬膜和大功率線繞電位器常用陶瓷基座;精密線繞電位器的基座常用鋁合金。塑料易于加工成各種形狀，機(jī)械和電氣性能奸，"而且價(jià)格低、重量輕、耐腐蝕，所以在有機(jī)合成實(shí)芯、合成碳膜和一般線繞電位器中大量使用。

基座與軸套通常緊密壓合或鉚接在一起?；杏袝r(shí)壓入金屬法藍(lán)盤，以提高電位器的散熱能力。有的電位器基座和基體為一整體構(gòu)件，如有機(jī)合成實(shí)芯電位器就是這樣。

2.外殼

外殼是封裝和保護(hù)電位器主要構(gòu)件的殼體，它起保護(hù)內(nèi)部構(gòu)件和防塵、防潮的作用。金屬外殼也常用以接地，并起屏蔽作用，抑制外界電場(chǎng)的干擾。

外殼應(yīng)具有機(jī)械強(qiáng)度高，耐腐蝕和防潮等特點(diǎn)。對(duì)要求接地屏蔽的外殼，應(yīng)用可焊性好的金屬材料或銨層。

常用的外殼材料有黃銅、鋼、鋁合金和塑料等。

七、止擋

止擋是用來限制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)行程的裝置，止檔通常不能獨(dú)立存在，它可同外殼或基座，也可同第流件或引出端成為一個(gè)整體。

八、開關(guān)

帶開關(guān)電位器的開關(guān)裝置是由電位器的軸驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)接通和斷開電源的裝置。開關(guān)的形式很多，常見的可分為撥頭旋轉(zhuǎn)式、彈簧旋轉(zhuǎn)式和推拉式三種。

強(qiáng)頭旋轉(zhuǎn)式開關(guān)的結(jié)構(gòu)是轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)絕緣凸輪，凸輪使撥頭掐高，從而使開關(guān)由通位變成斷位。彈簧旋轉(zhuǎn)式開關(guān)的結(jié)構(gòu)是軸的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)擺塊，彈簧的一端聯(lián)擺塊，另一端聯(lián)動(dòng)接觸片，由于擺塊的擺動(dòng)，迫使彈簧跳動(dòng)，從而推動(dòng)動(dòng)接觸片與定觸點(diǎn)快速接通或斷開。這兩種開關(guān)通過電流小，材料可以選用鋅白銅，磷青銅，銅鉻合金等。每開關(guān)一次都必須把電位器旋轉(zhuǎn)到零位，故降低了電位器的實(shí)際使用壽命。這兩種帶開關(guān)電位器，常采用單刀單擲，適用于低電流、低電壓下的電子儀器中，如一般半導(dǎo)體收音機(jī)等。推拉式開關(guān)的結(jié)構(gòu)是軸作軸向的外拉或內(nèi)推運(yùn)動(dòng)時(shí)，借助彈簧的作用使滑塊下滑或復(fù)位，使接觸桿與兩個(gè)接點(diǎn)快速地接通或斷開。這種開關(guān)的接觸可靠性好。采用銀-錦或銀-鎢合金，可以抗電弧，開關(guān)允許通過較大的電流。電位器在任何調(diào)節(jié)好的位置上通過軸向的推拉動(dòng)作就可以啟閉開關(guān)，所以重復(fù)使用時(shí)，不需再調(diào)節(jié)電位器，對(duì)電位器的使用壽命延長(zhǎng)十分有利。這種開關(guān)一般是雙刀雙擲式，適用于電視機(jī)和高檔收吉機(jī)。

九、橡皮圈

橡皮圈是在電位器中起密封作用的構(gòu)件，用來阻止潮氣的入侵。常安放在轉(zhuǎn)軸與軸套、外殼與基座、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與外殼之間。用于轉(zhuǎn)軸與軸套間時(shí)，還起增大啟動(dòng)力;矩和使轉(zhuǎn)動(dòng)力矩均勻的作用。對(duì)密封電位器常在轉(zhuǎn)軸與軸套間放置2-3個(gè)橡皮團(tuán)，以提高密封性能。