精密电位器基础知识详解

云汉芯城 | 2019-06-05 11:45:40 阅读：944

精密电位器是一种能以较高精度调节自身电阻值的可变电阻器。

特点

精密电位器也叫精密可调电位器，是一种能以较高精度调节自身电阻的可变电阻器。分有带指针，不带指针等形式，调整圈数有5 圈，10 圈等数种。该电位器除具有线绕电位器的相同特点外，还具有线性优良，能进行精细调整等优点，可广泛应用于对电阻实行精密调整的场合，主要参数为阻值、容差、额定功率。广泛用于电子设备，在音响和接收机中作音量控制用。

原理

精密电位器有多种形式，结构各异。

一、电阻体

电阻体是电位器中提供一定电阻值的电阻部件，它的电性能决定了电位器的主要电性能。电阻体应有良好的阻值稳定性，较小的电阻温度系数和静噪声。为了提高可靠性，它还应具有耐潮、耐热、耐磨、耐氧化、耐高负荷以及耐冷热骤变等性能。

接触式电位器的电阻体，动触点在其上接触并滑动，因此电阻体表面具有低的电阻率，使其与动触点的接触电阻小；同时表面电阻率应分布均匀，以保持在有效电行程内接触电阻变化和轨道电阻变化小，能得到较理想的电阻规律特性。电阻体表面应具有适当的光洁度，硬度和一定的耐磨性，以保证其机械耐久性。对线绕电位器是将电阻线材绕在骨架上，制成圆环形或螺旋形等电阻体，对薄膜或厚膜电位器，是公基板上形成电阻膜，形状多为马蹄形，圆弧形或长条形。对于合成实芯电位器，是在基座上压塑出马蹄形或长条形电阻轨。

二、骨架和基体

骨架是线绕电位器电阻体的绝缘支承体。基体（或基片）是非线绕电位器电阻体的支承体。

骨架和基体通常用绝缘性能良好的材料制成，要求耐热、耐潮、电绝缘性好，化学稳定性和导热性好，并只有一定的机械强度。一般有层压纸胶板、层压布被板、塑料、陶瓷、玻璃和表面经过绝缘处理的铜、铝和铝合金等i这种表面经绝缘处理的金属基体，应具有足够的表面绝缘性，这种骨架基体具有良好的散热性，也易于成形。

三、电刷、滑动Q和中心接触圈片

电位器中沿电阻体滑动，并引出输入电压的动触点构件称电刷<或接触式入电刷分两大类：一类是金属刷。即金属材料制作的电刷；另一类是碳刷，即用碳晨i溺矗和树指等混合材料制作的电刷。金属刷的形状有刷形，点形、球面形和‘多指形等。在保证接触可靠性和电流分布均匀上，以多指电刷效果最好。

碳刷的形状有圆锥形和长方形等，接触面有平面的和球面的，电位器的接触可靠性、低噪声、机械耐久性及使用寿命等，直接与电刷一电阻体的接触状态和机械磨损有关。因此，电刷材料应具有耐腐蚀、耐氧化、耐热、耐寒；导热性好、导电性好、无磁、接触电阻低、较高耐磨性及较好的机械强度等特性。电刷与电阻体一直处于接触和摩擦状态，两种材料要匹配组合得适当，以求得接触电阻小和耐磨性好。如果组合不当，两者之一有很快磨损的可能。与电阻体相比，电刷的硬度和耐磨性应稍低，使电阻体免受损坏，保证其可靠性。选用碳刷时，因碳刷的阻值远大于金属刷，所以对电位器的输出影响较大。

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，但强度变差。对要求高的碳刷有时加入金属粉（如银粉）来降低阻值。碳刷的阻值越小越好，一般不超过6欧姆。碳刷的强度是指碳刷能承受的最大压力。强度高则可承受的压力就大，这样与电阻体的接触电阻就小。

1 、用金属材料做的电刷，应具有较高的抗拉强度和较好的延伸率，并易于焊接，便于加工组装等。金属电刷应选用弹性好的金属材料，以便电刷动触点对电阻体有一定弹性压力。弹性材料应具有较高的弹性极限、屈服极限等。在长期使用中，电刷的弹性压力变化越小，接触可靠性越高。金属电刷常用的材料有：铍青铜、磷青铜、锌白铜、把银铬合金、铂镍合金、铂铱合金、镑铱合金、金银铜合金等。以贵金属为基的合金，具有高的抗氧化和抗腐蚀性能，即使在高温高湿条件下也相。当稳定；接触电阻变化很小，常用于精密电位器'

2、滑动臂（或称滑块）

滑动臂是连接转轴（或滑柄）和电刷的构件，它将转轴（或滑柄）的运动转轴电刷，带动电刷在电阻体上滑动身滑动臂材料根据电位器结构有选用金属材料的或非金属材料的。如选用弹性金属材料，则滑动臂起着对电刷施加弹性压力的作用；如用刚性材料，则电刷应具有一定弹性，或另用弹性零件对电刷施加弹性压力。常用作滑动臂的材料有布肢枢、纸胶板、塑科、黄铜、银铜和磷青铜等。金属材料一般需电镀保护层。

3、接触簧片

接触簧片是连接电刷和集流件的沟件，它将电刷的电输出传递给集流件和引出瑞。接触簧片和集流件间是一种动接点式的连接，所以接触簧片对电位器的机械耐久性、接触稳定性和动噪声影响很大。因此，接触簧片应具有良好的弹性，以保证对集流件有一定的弹性压力；它还具有良好的导电性和导热性，其硬度和耐磨性应与集流件相匹配。常用的材料有磷青铜和被青铜等。接触簧片经常与电刷或滑动臂做成一体。

四、整流件和引出端

1、集流件（又称导电环）

集流件是引出端与接触簧片间的电气连接构件。集流件陀导电性良好，与接触簧片的接触电阻小、机械强度高、耐磨性好。通常用黄铜、铝或铝合金等；有的材料需电镀保护层。金属玻璃釉电位器的集流件是在瓷基体上烧渗银层形成的，有机合成实芯电位器的集流件可用低阻导电粉压制而成。

2、引出端

引出端是把电阻体的两个固定端和电刷的一个可变端引出与外电路相连接的构件。带开关的电位器还有开关的引出瑞。抽头式电位器还有抽头引出端，它是在有效电行程上某点的引出接线瑞。所有的引出瑞与内部都应具有良好的电连接。引出端应具有良好的导电性，耐腐蚀性和抗氧化能力，并具有一定的抗弯、抗拉机械强度和良好的可焊性。

引出端的常用材料是黄铜和铁镍合金等，常采用电镀镍、锡、银、金等作保护层。

五、转辙、滑钢、螺杆和轴塞

1、转轴、滑柄、螺杆转轴是旋转式电位器引入旋转运动的构件；滑柄是直滑式电位器引入直线运动的构件；螺杆是螺杆驱动式电位器引人多圈旋转运动的构件。它们与其他滑动接触构件或旋转构件组合成驱动机构。驱动机构是从外部引入机械运动，驱使动触点（电刷）沿电阻体滑动的构成部分的总称。它在旋转电位器中称为转动系统；在直滑式电位器中称为滑动系统。

转轴答应有较高的尺寸精度和光洁度，以保证转动或滑动平滑，手感好，功噪声小；它还应具有一定的机械强度，保证在传递力的过升i中不发今变形和断裂。这些构件在电位器组装巾与所有电气构件绝永。

这些构件常用黄铜、钢、铝合金、镍铬钢或塑料等制成。黄铜和钢制成的轴需镀镣保护层；镍铬钢耐腐蚀，不需镀金属保护层，常用于精密电位器中；铝合金也具有耐腐蚀忧点，且重量轻、价格便宜，但强度比镍铬钢差。使用塑料f可以节省金属材料、压塑成形加工效率也较高，对某种高压产品绝缘轴还有安全的功能。转轴的结构形式可参阅第一章第一节。

2、轴套

轴套是与转轴（或螺杆）保持精密动配合的安筒，它可与基座组成一个整休构件。一般带螺纹的轴套还起着安装件的作用。在快速电位器中，采用滚珠轴承b它的精度高，摩擦力小；转动寿命长。

轴套材料应易刊口工，内孔尺寸精度高，有足够的机械强度，常用黄铜、钢和铝合金等材料，有的还需电镀保护层，也有用塑料制成绝缘轴套的。

六、基座和外突

1、基座（又称底座）

基座是安装和支承电阻体、引出消和集流件等零部件的基础件。基座常用陶瓷、塑料或金属材料制成。对金属玻璃釉、金属膜和大功率线绕电位器常用陶瓷基座；精密线绕电位器的基座常用铝合金。塑料易于加工成各种形状，机械和电气性能奸，“而且价格低、重量轻、耐腐蚀，所以在有机合成实芯、合成碳膜和一般线绕电位器中大量使用。

基座与轴套通常紧密压合或铆接在一起。基座中有时压入金属法蓝盘，以提高电位器的散热能力。有的电位器基座和基体为一整体构件，如有机合成实芯电位器就是这样。

2、外壳

外壳是封装和保护电位器主要构件的壳体，它起保护内部构件和防尘、防潮的作用。金属外壳也常用以接地，并起屏蔽作用，抑制外界电场的干扰。

外壳应具有机械强度高，耐腐蚀和防潮等特点。对要求接地屏蔽的外壳，应用可焊性好的金属材料或铵层。

常用的外壳材料有黄铜、钢、铝合金和塑料等。

七、止挡

止挡是用来限制驱动机构行程的装置，止档通常不能独立存在，它可同外壳或基座，也可同第流件或引出端成为一个整体。

八、开关

带开关电位器的开关装置是由电位器的轴驱动，实现接通和断开电源的装置。开关的形式很多，常见的可分为拨头旋转式、弹簧旋转式和推拉式三种。

强头旋转式开关的结构是转轴带动绝缘凸轮，凸轮使拨头掐高，从而使开关由通位变成断位。弹簧旋转式开关的结构是轴的转动带动摆块，弹簧的一端联摆块，另一端联动接触片，由于摆块的摆动，迫使弹簧跳动，从而推动动接触片与定触点快速接通或断开。这两种开关通过电流小，材料可以选用锌白铜，磷青铜，铜铬合金等。每开关一次都必须把电位器旋转到零位，故降低了电位器的实际使用寿命。这两种带开关电位器，常采用单刀单掷，适用于低电流、低电压下的电子仪器中，如一般半导体收音机等。

推拉式开关的结构是轴作轴向的外拉或内推运动时，借助弹簧的作用使滑块下滑或复位，使接触杆与两个接点快速地接通或断开。这种开关的接触可靠性好。采用银—锦或银—钨合金，可以抗电弧，开关允许通过较大的电流。电位器在任何调节好的位置上通过轴向的推拉动作就可以启闭开关，所以重复使用时，不需再调节电位器，对电位器的使用寿命延长十分有利。这种开关一般是双刀双掷式，适用于电视机和高档收吉机。

九、橡皮圈

橡皮圈是在电位器中起密封作用的构件，用来阻止潮气的入侵。常安放在转轴与轴套、外壳与基座、驱动机构与外壳之间。用于转轴与轴套间时，还起增大启动力；矩和使转动力矩均匀的作用。对密封电位器常在转轴与轴套间放置2—3个橡皮团，以提高密封性能。