电位器是一种通用机电元件,已广泛应用于仪器仪表和各种电子设备中。电位器是一种可以调节阻值的电阻器。它是一种可调节的电子元件。它由电阻体和旋转或滑动系统组成。当在电阻器的两个固定触点之间施加电压时,通过旋转或滑动系统来改变电阻器上的触点的位置,并且可以在动触点和固定触点之间获得动触点位置。电压之间存在一定的关系。
在家用电器和其他电子设备的电路中,电位器用于分压、分流和充当变阻器。常用于经常调整电阻值并要求电阻值稳定可靠的场合。电路中主要通过改变电阻值来调节电压和电流。常用于各种需要调整工作点和频率点的电子产品中。
电位器的结构
电位器通常有三个引出端子,其中有两个固定端子。固定端子之间的电阻最大,即电位器的标称值;另一个端子是移动端子。通过改变动端子和固定端子之间的位置,可以改变相应端子之间的电阻值。典型电位器的基本结构如下图所示,由电阻器、滑动臂、转轴、外壳和焊片组成。它有三个端子,其中AC的电阻值最大。通过与转轴相连的簧片的不同位置可以改变AB、BC之间的电阻值。
电位器的分类
从结构上看,电位器可分为线绕电位器和非线绕电位器两大类:
1、线绕电位器采用缠绕在金属、陶瓷和塑料骨架上的电阻丝作为电阻元件。具有电阻温度系数低、阻值稳定性好、功率负载能力大、工作寿命长等优点。然而,绕线电阻元件的主要缺点是分辨率有一定的阶跃。同时,多匝电阻元件的感抗会随着频率的增加而增大,因此高频性能较差。此外,还存在总电阻范围窄等缺点。
2、非线绕电位器包括合成膜电位器、玻璃釉电位器、导电塑料电位器等。
1)合成膜电位器是将炭黑、石墨、有机粘结剂、填料等制成的浆料混合,用各种方法(如丝网印刷)涂覆在基材上,然后固化而制成的电阻器。该膜充当电阻器。合成碳膜电位器可批量生产,价格便宜,调节时噪音小,高频性能优越,电感和分配能力小,工作寿命长,很少遭受突然严重损坏,总阻值小的取值范围很宽。电路设计人员总是首先将碳膜电位器视为改变电子电路电阻的经济方法。但合成碳膜电位器的总阻值随时间和温度变化较大,其抗潮湿能力较差,碳膜电阻元件的接触电阻较大。
2)玻璃釉电位器是用金属(或其氧化物)粉末、玻璃釉等制成的浆料,通过丝网印刷或其他方法涂在陶瓷基板上,经干燥、高温烧结而形成电阻体。电影。电阻体。其优点包括:总阻值范围宽、分辨率高、稳定性好、噪声低、频率响应非常好,远超过100MHz。电阻温度系数小,电阻元件表面坚硬耐磨,工作寿命长。玻璃釉电阻元件越来越多地用于预调节电位器。
3)导电塑料电位器是将炭黑、石墨和超细金属粉末的浆料、DAP树脂和交联剂混合,采用丝网印刷或其他方法涂覆在陶瓷或特种塑料基材上制成的。电阻膜充当电阻体。优点是接触电阻变化小,工作寿命长。由于表面特别光滑,所以分辨率非常高。即使动触点在电阻上循环数百万次后,仍然不会出现明显的摩擦和磨损。通过修改电阻元件,线性度可达到01001级。动态噪声很小,具有良好的高频工作性能,适用于高增益伺服系统。但导电塑料电位器的防潮性能较差,稳定性不如玻璃釉电位器。动触头额定电流较小,温度系数介于线绕电位器和玻璃釉电位器之间。
此外,非线绕电位器还有金属膜电位器、金属体(箔)电位器、有机实心电位器、无机实心电位器等。
电位器电气参数
总阻力
它定义为电位器两个端子(端子1和端子3)之间的电阻值。校准任何电位器时,需要指定标称电阻。同时应规定标称电阻值的允许偏差,总电阻值应在允许偏差范围内。
测量总电阻值时,一般采用数字欧姆表。当电位器有机械挡块时,动触点应尽可能靠近端子引线之一。如果是连续旋转的电位器,应调整动触头,直至其与电阻元件的工作部分完全分离。标准测试还规定了测量总电阻值的最大(直流)电压,以限制测量过程中电阻体温度大幅升高。
终端电阻(零电阻)
定义为动触头位于相邻挡位时,动触头端子与端子端子之间获得的最小电阻值。连续旋转的电位器没有挡块,也没有指定终端电阻。
测量终端电阻时,施加在电位器上的电压应使动触头电流不超过产品标准规定的限值。当动触头处于停止位置时,两端子1、2之间的最小电阻值称为前端子电阻,两端子2、3之间的最小电阻值称为后端子电阻。
接触电阻变化
定义为动触头以规定速度移动时,动触头与电阻器之间电阻的变化。接触电阻是由于动触点与电阻元件接触不良引起的。接触件或电阻元件的表面上可能会形成表面金属氧化物、硫化物等。这些薄膜充当绝缘层并形成接触电阻。
接触电阻随着被测电流的大小而变化。接触电阻的变化还与元件的材料、动触头的材料、接触面的状况以及动触头与电阻元件之间的接触压力有关。
电阻温度系数
定义为在规定的环境工作温度范围内两个给定温度之间电阻的相对变化除以引起变化的温差与变化前的总电阻值(平均温度系数),通常为10-6-1是单位。电阻温度系数主要取决于电阻元件的材料和元件本身的具体结构。
额定功率
定义为在指定条件下可以消耗的最大功率。它是在最低环境温度至额定环境温度范围内能保证电位器连续正常工作的最大功率值。额定功率P=I 2R=U 2R。最大额定功率是电路设计者规定电位器可以安全耗散而不被损坏的功率值。每个特定电位器的使用都会影响额定功率的最大允许耗散值。
对于大多数电位器,最大额定功率是电位器用作分压器时的额定功率。因此,当电位器输入端施加电压时,通过动触点的负载电流并不大。电位器制造商一般采用如图所示的功耗降低曲线。
图中,环境温度在t1 和tmax 之间时的允许功耗由连接点A 和B 形成的直线切负载特性规定。当环境温度在tm in 和t1 之间时,最大允许功率耗散是额定功率。
额定功率的完整技术规范应注明安装条件以及周围环境是静止空气还是强制对流。这通常是使用标准安装方法放置在静止空气中的给定电位计的允许值。当电位器需要靠近功率晶体管、变压器、大功率电阻等发热元件安装或与另一个电位器相邻安装时,应减小允许的功耗。
当电位计用作分压器时,适用产品和性能数据表中指定的额定功率。此时,可以认为耗散功率沿着整个电阻元件均匀分布。
当电位器用作变阻器或两个端子连接时,对应动触头给定的调节位置,只有部分电阻元件消耗功率,流经电阻元件的电流全部流经动触头电路。并且可动触点与电阻元件之间的压力接触点并不总是能够承受与单独的电阻元件一样高的电流。分压器式连接方法的额定功率假定动触头电流可以忽略不计。因此,对于变阻器式连接方法,必须限制动触头电流Im=PRT的最大允许值。式中,P为最大功耗; R T 是总电阻值。使用该最大电流限值可确保不超过电位器的最大功率。
电阻变化规则
它被定义为电位器输出电压(V 122 或V 223)与输入电压(V 123)之比与动触点的机械位置(对于旋转电位器为角度)之间的关系。
通用电位器的电阻定律有:线性定律、对数定律、倒对数定律、超对数定律。
耐用性
机械耐久性(磨损寿命):
在规定的试验条件下,当电位器性能的退化保持在技术指标允许的范围内时,电位器驱动机构所获得的操作循环次数(动触头沿工作路径来回运行一个周期)的电阻元件)。
电气耐久性:在不移动的动触点规定的负载和试验条件下,电位器能继续正常工作且其性能保持在技术规范允许范围内的时间。根据IEC规定,电位器的电气寿命为1000h。
绝缘电压
它定义为在连续正常工作条件下可施加在电位器端子与其外部导体之间的最大峰值电压。对于多组电位器,应在每组端子与其他组端子之间进行测量。常压下,绝缘电压值应不小于电阻器极限电压的1.42倍。
耐压
定义为加在电位器端子与其外部导体之间;多联电位器应位于各接头端子与其他接头端子之间;开关电位器的开关端子和电位器的端子在产品与其外部导体之间施加交流电压(频率4060Hz)1分钟时,不应出现损坏、火花或绝缘损坏。端子可以连接在一起进行测量。耐压通常为AC 100~1000V。对于特定产品,其耐受电压在产品标准中给出。
电位器型号名称及类型
根据国家标准,电位器型号命名由四部分组成:
例如:WNM107代表直滑式精密无机实心电位器,WXJ2代表单圈精密线绕电位器,WH122代表合成碳膜电位器。
线绕电位器
线绕电位器由康铜线和镍铬合金线绕在环形支架上制成。其特点是:功率大、耐高温、热稳定性好、噪音低。其电阻变化呈线性。通常用于大电流调节电路。由于电感较大,不适合在高频电路中使用。
碳膜电位器
碳膜电位器的电阻是在绝缘基板上蒸镀一层碳膜制成的。其特点是:结构简单、保温性能好、噪音低、成本低。广泛应用于家用电子产品中。
单圈和多圈电位器
大多数普通电位器和一些精密电位器都是单圈电位器,而多圈电位器有两种结构:一种是电位器的动触点沿着螺旋绕组作螺旋运动来调节阻值;另一种是电位器的动触点沿着螺旋绕组作螺旋运动来调节阻值。它由蜗轮和蜗杆驱动。电位器的接触电刷装在轮上,在电阻体上做圆周运动。多圈电位器是精密电位器,具有优良的线性度和精细调节的优点。广泛应用于需要精确调节电阻的场合。
单、双电位器
单电位器有一个独立的轴,而双电位器则是两个电位器安装在同一轴上,即同轴双电位器。它可以减少电子元件的数量,美化电子设备的外观。
有机实芯电位器
有机实芯电位器是由导电材料、有机填料、热固性树脂等制成电阻粉体。热压后,在底座上形成实芯电阻体。其特点是:结构简单、体积小、耐高温、阻值范围宽。可靠性高,但缺点是耐压低、噪声大。
导电塑料电位器
导电塑料电位器是通过将DAP(邻苯二甲酸二烯丙酯)电阻浆料覆盖在绝缘体上,加热聚合形成电阻膜,或将DAP电阻粉热塑压入绝缘底座的凹槽中制成的。作为电阻器,芯体具有以下特点:光滑性好、耐磨性好、寿命长、噪音低、可靠性极高、耐化学腐蚀。常用于空间装置、导弹、飞机雷达天线等的伺服系统。