可变电阻器主要是指电位器。电位器对外有三个引出端,其中两个为固定端,一个为滑动端(也叫作中心抽头)。滑动端可以在固定端指间的电阻体上机械运动,使其与固定端之间的阻值发生变化。
一、普通电位器的分类
常见普通电位器的种类很多,用途各异,可按材料、用途、阻值变化规律、结构特点和调节方式等因素对其进行分类,见表1-8。
表1-8 普通电位器的分类
二、电位器的主要参数
(1)标称阻值 标在产品上的名义阻值,其系列与电阻器的阻值标称系列相同。根据不同的精度等级,实际值与标称值的允许偏差范围是±20%,±10%,±5%,±2%和±1%,精密电位器的精度可达到±0.1%。
(2)额定功率 电位器的额定功率是指两个固定端之间允许的最大耗散功率。常用电位器的额定功率见表1-9。
表1-9 常用电位器的额定功率
注意:滑动端与固定端之间允许的功率要小于额定功率。
(3)滑动噪声 当电刷在电阻体上滑动时,电位器中心端与固定端之间的电压出现无规则的起伏,这种现象称为滑动噪声。它是由材料电阻率分布不均匀性及电刷滑动时接触电阻的无规则变化引起的。
(4)分辨率 电位器对输出量可实现的最精细的调节能力称为分辨率。线绕电位器的分辨率较差。
(5)阻值变化规律 调整电位器的滑动端,其阻值将按照一定规律变化,如图1-22所示。常见电位器的阻值变化规律有线性变化、指数变化、对数变化等。
(6)起动力矩与转动力矩 起动力矩是指电位器转轴在旋转范围内起动时所需要的最小力矩;转动力矩是指电位器转轴维持匀速旋转时所需要的力矩。这两者相差越小越好。在自控装置中与伺服电动机配合使用的电位器,要求起动力矩小,转动灵活;而用于电路调节的电位器,其起动力矩和转动力矩都不应太小。
图1-22 电位器的阻值变化规律
三、电位器的型号命名方法
国产电位器的型号命名及含义见表1-3。
四、电位器的标识
电位器的参数标识方法主要为直标法,通常将标称阻值及允许偏差、额定功率和类型标注在电位器的外壳上,一些小型电位器只标注标称阻值。
例如:某电位器外壳标注为W51K—0.5/X,表示标称阻值51kΩ,额定功率0.5W,X型电位器。
五、常用电位器
1.线绕电位器
(1)结构 用合金电阻线在绝缘骨架上绕制成电阻体,中心抽头簧片在电阻丝上相对滑动。通过这种方法可制成精度达±0.1%的精密线绕电位器和额定功率达100W以上的大功率电位器。根据用途可分为普通型、精密型、微调型线绕电位器;根据阻值变化规律分为线性、非线性两种。其外形如图1-23所示。
图1-23 线绕电位器的外形
(2)特点 线性电位器的精度易于控制,稳定性好,电阻的温度系数小,噪声小,耐高温,但阻值范围较窄,一般在几欧到几十千欧。
2.合成膜电位器
(1)结构 合成膜电位器是在绝缘基体上涂覆一层合成碳膜,经加温聚合后形成碳膜片,再与其他零件组合而成。这种电位器的阻值变化规律有线性和非线性两种,轴端结构分为带锁紧与不带锁紧两种。其外形如图1-24所示。
(2)特点 其阻值变化连续,分辨率高,阻值变化范围宽(100Ω~5MΩ);对温度和湿度适应性差,使用寿命短。额定功率有0.125W、0.5W、1W和2W等,精度一般为±20%。
图1-24 合成膜电位器的外形(www.xing528.com)
3.有机实心电位器
(1)结构 由导电材料与有机填料、热固性树脂配制成电阻粉,经热压,在基座上形成实心电阻体,如图1-25所示。
图1-25 有机实心电位器的外形
(2)特点 此类电位器的结构简单、耐高温、体积小、寿命长、可靠性高;耐压稍低、噪声大、转动力矩大。它多用于对可靠性要求较高的的电路中。阻值范围在47Ω~4.7MΩ,功率在0.25~2W,精度有±5%、±10%、±20%几种。
4.多圈电位器
多圈电位器属于精密电位器,调整阻值时需要使转轴旋转多圈,因而精度较高。当阻值需要在很大范围内进行微量调整时,可选用多圈电位器。多圈电位器的种类很多,有绕线型、金属膜型、有机实心型等。调节方式有螺旋式、螺杆式等不同形式。
5.导电塑料电位器
导电塑料电位器的电阻体由炭黑、石墨、超细金属粉与磷苯二甲酸、二烯丙酯塑料和胶粘剂塑压而成。其耐磨性好,接触可靠,分辨力强,寿命较长,但耐湿性差。其外形如图1-26所示。
图1-26 导电塑料电位器的外形
除了以上接触式电位器以外,还有非接触式电位器。非接触式电位器不存在机械接触,因此克服了接触电阻不稳定、滑动噪声及断线等缺点。
6.带开关的电位器
这种电位器有旋转式开关电位器、推拉式开关电位器、推推开关式电位器,如图1-27所示。
图1-27 带开关的小型电位器的结构
7.无触点电位器
无触点电位器消除了机械接触,寿命长、可靠性高,分光电式电位器、磁敏式电位器等。
8.片式电位器
表面安装电位器又称为片式电位器。它包括片状、圆柱状、扁平矩形等结构。它们的阻值基数是1、2、5,如常用的阻值是10kΩ、20kΩ、50kΩ和100kΩ等。
片式电位器有4种不同的外形结构。
(1)敞开式结构 如图1-28所示,这种电位器又分为直接驱动簧片结构和绝缘轴驱动簧片结构。敞开式电位器无外壳保护,灰尘和潮气易进入产品,对性能有一定影响,但价格低廉,因此常用于消费类电子产品中。
图1-28 敞开式电位器的结构
(2)防尘式结构 这种电位器的结构如图1-29所示,有外壳或护罩,灰尘及潮气不易进入产品,性能较好,多用于投资类电子整机和高档消费类电子整机中。
(3)微调式结构 这种电位器的结构如图1-30所示,属于精细调节型,性能好,但价格昂贵,多用于精密的投资类电子整机中。
图1-29 防尘式电位器的结构
图1-30 微调式电位器的结构
(4)全密封式结构 这种电位器有圆柱形和扁平矩形两种形式,具有调节方便、可靠、寿命长的特点,常用于高档电子产品中。圆柱形电位器的结构分为侧调和顶调两种,如图1-31所示。
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