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1、1.5.4 电位器的分类,1按电刷接触分类 电位器可分为接触式电位器和非接触式电位器。,2按结构特征分类,电位器可分为单联电位器、带开关电位器、锁紧式电位器、抽头式电位器、多联电位器。 带开关电位器是备有开关的电位器,开关形式有推拉式、按键式、正开关式、反开关式等。 锁紧式电位器是调节机构经调定后,可以用锁紧装置加以固定的电位器。 抽头式电位器是指电阻体上有中间抽头引出端的电位器。,2按结构特征分类,多联电位器是指由两个或两个以上单联电位器组成的电位器组件,分为同步多联电位器和异步多联电位器两种。 同步多联电位器是指用同一调节轴(或滑动柄)对各联电位器作同步调节的多联电位器。 异步多联电位器是
2、指用各自的调节轴(或滑动柄)对各联电位器作独立调节的多联电位器。,3按调节方式分类,电位器可分为直滑式电位器和旋转式电位器两种。 直滑式电位器是用滑柄使电刷作直线运动的电位器。 旋转式电位器是用转轴使电刷做旋转运动的电位器。它可分为单圈电位器、多圈电位器和螺旋电位器。单圈电位器是指旋转角度小于360的旋转电位器;多圈电位器是指旋转角度大于360,一般为(240)360的电位器。螺旋电位器是多圈电位器的电阻体制成螺旋形状的电位器。,4按材料分类,电位器可分为合金型、合成型、薄膜型、光电型和磁敏型五类电位器。 合金型电位器包括线绕电位器(WX)和块金属膜电位器。 合成型电位器包括合成实芯电位器(W
3、S)、合成碳膜电位器(WH)、合成玻璃釉电位器(WI)、导电塑料电位器等。 薄膜型电位器包括金属膜电位器(WJ)、金属氧化膜电位器(WY)、碳膜电位器(WT)等。 光电型电位器包括电阻型光电电位器和结型光电电位器。 磁敏型电位器包括一般磁敏电位器和磁敏二极管电位器。,5按阻值变化规律分类,电位器可分为线性电位器和非线性电位器两种。 线性电位器(X式)是指输出比Uc/Ur与行程比/H(为转角,H为总转角)成直线关系的电位器,即其阻值变化与转角成直线关系,电阻体上导电物质的分布是均匀的,故单位长度的阻值相等,每单位面积能承受的功率也相等,适用于要求调节均匀的场合。 非线性电位器是指输出比与行程比不
4、成线性关系的电位器。它包括指数式电位器(Z式)、对数式电位器(D式)和其它函数形式的电位器。,指数式电位器是开始转动时,阻值变化较小,而在转角接近最大转角一端时,阻值的变化则比较陡。这种电位器单位面积允许承受功率不同,阻值较小一端,承受功率较大,适用于音量控制电路。 对数式电位器是开始旋转时,阻值变化很大,而在转角接近最大转角一端时,比较缓慢。这种电位器适用于要求与指数式相反的电路中,如音调控制电路。,Uc/Ur,/ H,D,X,Z,6按用途分类,电位器可分为精密电位器、普通电位器、功 率电位器、微调电位器、高频电位器、高压 电位器、耐热电位器、快速电位器等。,1.5.5 不同电位器的特点,一
5、、合金型电位器 1线绕电位器(型号WX) 线绕电位器按用途可分为普通线绕电位器、精密线绕电位器、功率线绕电位器和微调线绕电位器。 按照阻值变化规律可分为线性和非线性两种。按照结构可分为单圈、多圈、多联等几种。,线绕电位器具有接触电阻低、噪声小、功率大、精度高、耐热性强、稳定性好、温度系数小。缺点是分辨力低,阻值偏低,高阻时电阻线很细,易断;绕组具有分布电容和分布电感,不宜用于高频。适用于高温、大功率以及精密调节电路,精密线绕电位器的精度可达0.1,大功率电位器的功率可达100W以上。,2块金属膜电位器,块金属膜电位器一般为微调电位器,它综合了线绕和非线绕电位器的最佳性能。 a温度系数小于101
6、0-6/,最大也只有2010-6/。 b可制成标称阻值很小的电位器,阻值范围25k。 c没有电流噪声和非线性。 d滑动噪声很小,等效噪声电阻小于等于20,甚至小于10。 e稳定性好,分辨力高。 f没有分布参数,可用于高频场合。,二、合成型电位器,1合成型碳膜电位器(型号WH),特点,a由于其阻值连续可调,因此,它的分辨力很高,理论上为无穷大。 b阻值范围宽,约为1004.7M。 c易制成符合需要的阻值变化特性。 d功率一般低于2W,有0.125W、0.5W、1W、2W等,若作到3W ,体积显得很大。 e精度较差,一般为20。 f对于低于100的电位器,比较难于制造。 g由于粘合剂是有机物,耐热
7、和耐潮性较差,寿命低。,2合成实芯电位器(型号WS),结构简单,体积小,寿命长,可靠性好,耐热性好。阻值范围在474.7M之间,功率多在0.252W之间,精度有5、10、20几种。缺点是噪声大,起动力矩大。这种电位器多用于对可靠性要求较高的电子仪器中。起轴端尺寸与形状有多种规格,有带锁紧和不带锁紧两种,如W23、W512等。,3导电塑料电位器,线性精度高,可做到0.1,转动力矩小,分辨力高,可在1mm行程上,分辨出1000个点,平滑性好,耐磨性好,寿命可达500万次,接触可靠,滑动噪声小,阻值范围宽(200300k),工作温度范围为-55+125,但耐潮湿性差。适用于遥控设备、伺服控制器和一般
8、测量仪表中作机电转换元件。,4金属玻璃釉电位器(型号WI),以钯银玻璃釉电位器为例。 a阻值范围:几十欧到几兆欧,微调电位器为10到2兆欧,可通过调节导电相比例调整烧结工艺,自由调整阻值,宜作高阻电位器。 b耐热性:由于金属玻璃釉是在高温下烧结而成,所有材料均为耐氧化、耐高温的无机材料,故耐热性好。 c电阻温度系数:比碳膜电位器小,但比线绕和金属膜的大,一般为20010-6/。 d耐磨性:金属玻璃釉很坚硬,不易磨损,旋转寿命特别长。 e耐潮性好,可靠性高,分布参数小,适用于射频范围。 f接触电阻较大,一般为总阻值的3,大于20,比金属膜高一个数量级。 g电流噪声大,不宜用于要求增益高、噪声低的
9、输入回路。,三、薄膜型电位器,1金属膜电位器(型号WJ) 耐高温,分辨力强,温度系数大,噪声小,分布参数影响小,高频特性好,适用于直流100MHz的高频电路中。缺点是耐磨性差,阻值范围窄,一般为10100k以内。,2氮化钽膜电位器,a阻值范围偏低,约在10010k之间。 b温度系数小,小于10010-6/,最小可达2510-6/。 c氮化钽膜属精密电阻膜,稳定性很好,在常温常湿下放置1000小时后,1千欧的阻值变化率在0.05以下。 d滑动噪声较小,对1千欧的电位器,动噪声不超过4.5mV,比碳膜和金属玻璃釉电位器均小。 e高频特性好,从直流到80MHz阻值几乎不变。 f耐磨寿命较长,可靠性较
10、高。,3金属氧化膜电位器(型号WY),a工作温度较高,可在150以上的温度下正常工作 b电阻温度系数小,可达5015010-6/。 c工作频率较高。 d分辨力较好,摩擦力矩小,体积小,结构工艺简单,价格较低。 e阻值范围窄,接触电阻大,耐磨性差。,四、光电电位器,光电电位器是由基体、电阻带、光导电层、集流电极及光源等组成,属于非接触式电位器。一般分为电阻型光电电位器和结型光电电位器。 电阻型光敏电位器的优点是:转动摩擦力矩小,没有因触点运动所引起的摩擦噪声,分辨率高,可靠性好,寿命长。 光敏电位器的不足之处是:阻值范围不大,温度系数较大。电阻型光电电位器的温度系数为0.0010.01/(环境温
11、度在-20+70内)。,四、光电电位器,结型光电电位器同电阻型光电电位器相比,具有以下优点: (1)通过光刻控制条型区的宽度,可得到需要的输出特性精度,并可制成多种形状,以适应光源的要求。 (2)制造成本低,工艺成熟,成品率高。 (3)响应时间短,可达到微秒级。 (4)采用不同的半导体可以使用不同波长的光。,五、磁敏电位器,磁敏电位器是利用磁电阻效应而制成,它是利用磁敏电阻通过改变磁场强度来改变输出参量的电位器。磁敏电阻元件的阻值随穿过它的磁通量的增大而增大。用来作为磁敏电阻材料的是单晶半导体,为了增强磁阻效应,可在半导体材料表面沉积许多彼此平行、与外加电磁场垂直的金属电极,称为短路条。短路条
12、的作用是在没有磁场时,电流因洛仑兹力而发生偏转,延长了电流的路径,增加了电位器的高阻,提高了电位器的灵敏度。,一般磁敏电位器是由两个磁敏电阻串联组成。为了增大阻值和提高灵敏度,可把多个磁敏电阻串联起来,排成圆环形或圆弧形,磁铁制成扇形,可以沿磁敏电阻作旋转运动。圆环形磁敏电位器有两个输入端,两个输出段,称为差动式电位器。 磁敏电位器的优点是转动摩擦力矩小,没有因触点运动所引起的摩擦噪声,分辨率高,可靠性好,寿命长。 磁敏电位器的缺点是阻值范围不大,温度系数较大。,1.5.6 电位器的选用,一、各类电位器性能比较表,二、电位器的合理选用,电位器的种类很多,同一品种的电位器又有很多不同规格型号的产
13、品,所以电位器的选用比较复杂。合理选用电位器不仅要从多方面考虑,以满足电路的要求,而且还要尽量降低成本。,1选用电位器的基本方法,当用作分压器时,调节电位器的转轴或滑柄,在输出端应得到连续变化的输出电压。 当作为变阻器时,在电位器行程范围内可得到一个平滑连续变化的阻值。 当作为电流调节元件时,电位器就成为电流控制器,其中一个选定的电流输出端必须是滑动触点引出端。 因此,选择电位器要根据使用,同时还要满足电子设备对电位器的性能及主要参数的要求。,(1)根据使用要求选用电位器 (2)根据电路对参数的要求选用电位器 (3)直线式、对数式、指数式和开关电位器的选用 (4)根据电路的功率及工作频率选用,
14、2电位器的质量判别与正确使用,(1)使用电位器前要对电位器进行检查 (2)使用中要注意对电位器的调整 (3)电位器必须在其额定值范围内使用 (4)电位器的安装 (5)电位器的代换,1.6 电阻和电位器的测量,1.6 .1 万用表测量电阻,在测量过程中,需注意,只要换档,就必须重新进行调零,否则,将产生较大的测量误差。同时,应注意拿电阻的手不要触碰在电阻的两根引出端上,以免手指电阻与被测电阻相并联,影响测量精度。,3. 半压法测量电阻 如图为半压法测量电阻的原理框图。为了提高测量精度,R采用标准电阻箱。调节R,使直流电压表的指示值为E/2。此时,被测电阻Rx等于标准可调电阻R的读数。,直 流 电
15、压表,R,Rx,E,4. 计数法测量电阻,/V转换器,A/D转换器,计数显示,采样保持,被测电阻,5. 电桥法测量电阻 电桥法测量电阻以惠斯登电桥最为著名,如图所示。四个桥臂均由电阻组成,其中R2为标准可调电阻。调节RA, 使检流计G指零,即电桥平衡。 当电桥平衡时:,G,RX,R3,R4,R2,E,R,1.6.2 电位器的测量,1、万用表测量电位器 普通电位器对外有三个引出端,固定端1、3,滑动端2。固定端1、3两端的电阻值就是电位器的标称阻值。 在慢慢旋转轴柄的过程中,转轴应该旋转灵活,松紧适当,听不到咝咝的机械声。在用万用表测量滑动端与固定端的阻值时,表头指针应平稳移动,如有跌落现象,说明可变接触点接触不当。,2、同轴电位器的测量 方法1,3,2,1,2,3,1,A,B,2、同轴电位器的测量 方法2,3开关电位器的测量,对于带开关的电位器,除检测电位器的标称阻值及接触情况外,还应该检测其开关是否正常。先旋动电位器轴柄,检查开关是否灵活,接通、断开时是否有清脆的喀哒声。用万用表档,两表笔分别接在电位器开关的两个引脚上,旋动电位器轴柄,使开关动作,在“开”位置时,万用表读数应为零。在“关”位置时,万用表读数应为无穷大。,