如何选择合适的可调电阻器？

电子系统或设备在实际使用过程中,经常需要通过改变某些电阻器的阻值来改变一些电气参数,如家电设备在使用时音量大小、亮度强弱的调节;而电子电路在调测的过程中,也需要通过改变某些电阻器的阻值使电路达到最佳工作状态,如晶体管放大器静态工作点的调整。

能够人为改变阻值的电阻器就是可调电阻器,符号如图1.1.10所示。可调电阻器种类很多,常见的有滑线变阻器、电位器和微调电阻,它们的阻值可以在小于标称值的范围内变化。电子电路中常用的是电位器和微调电阻,通常也会把二者统称为电位器,符号如图1.1.11所示,外观如图1.1.12(b)所示。

图1.1.10　可调电阻器符号

图1.1.11　电位器符号

图1.1.12　各种可调电阻器

电位器是具有三个引出端、阻值可按某种变化规律调节的电阻元件。电位器通常由电阻体和可移动的电刷组成,电阻体两端引出两个固定端,电刷引出一个可变端。当电刷沿电阻体移动时,在可变端和某一固定端之间即获得与位移量成一定关系的电阻值。

电位器既可作三端元件使用也可作二端元件使用,应用广泛,几乎所有电器上的旋钮都是电位器,如调整音量、亮度等。在电路中也会经常用到电位器,用于调整电路中的电流、电压,保证电路正常工作。

1.电位器的分类

电位器种类繁多,有多种分类方法。

(1)按电阻体的材料分

电位器按电阻体的材料可分为线绕电位器和非线绕电位器两大类。

线绕电位器有单圈线绕电位器、多圈精密线绕电位器、多圈微调电位器、通用线绕电位器、精密线绕电位器、大功率线绕电位器和预调式线绕电位器等,如图1.1.13所示。

图1.1.13　各种线绕电位器

非线绕电位器有实芯电位器和膜式电位器两种类型。其中实芯电位器又分为有机合成实芯电位器、无机合成实芯电位器和导电塑料电位器。膜式电位器又分为碳膜电位器和金属膜电位器等类型。

(2)按调节方式分类

电位器按调节方式可分为旋转式电位器、推拉式电位器(如图1.1.14所示)、直滑式电位器(如图1.1.15所示)等。

图1.1.14　推拉式电位器

图1.1.15　直滑式电位器

(3)按阻值的变化规律分类

电位器按阻值的变化规律可分为直线式电位器、指数式电位器和对数式电位器。

(4)按结构特点分类

电位器按其结构特点可分为单圈电位器、多圈电位器、单联电位器、双联电位器、多联电位器、抽头式电位器、带开关电位器、锁紧型电位器、非锁紧型电位器和贴片式电位器等,如图1.1.16所示。

图1.1.16　不同结构的电位器

(5)按驱动方式分类

电位器按驱动方式可分为手动调节电位器和电动调节电位器。

(6)其他分类方式

电位器除能按以上各种方式分类外,还可分为普通电位器、磁敏电位器、光敏电位器、电子电位器、步进电位器等。

2.电位器的型号命名方法

根据行业标准《电子设备用电位器型号命名方法》(ST/T10503-94)的规定,电位器产品型号一般由四部分组成:

第一部分:主称,用字母W表示电位器。

第二部分:材料,用字母表示电位器电阻体用什么材料组成。(www.xing528.com)

第三部分:类别,通常用数字或字母表示电阻器的类别。

第四部分:序号,用数字表示同类产品中的不同品种,以区分产品的外型尺寸和性能指标等。

除这四部分的代号外,有时在电位器型号中还加有其他代号。例如,规定失效率等级代号用一个字母“K”表示,它一般加在类别代号与序号之间。表1.1.7给出了各部分的具体符号和意义。

表1.1.7　国产电位器的命名

举例:

WXD2——线绕多圈旋转精密电位器 WIW101——玻璃釉膜螺杆驱动预调电位器

3.电位器的主要技术指标

(1)额定功率

电位器的两个固定端之间允许耗散的最大功率为电位器的额定功率。使用中应注意额定功率不等于中心抽头与固定端的功率。

(2)标称阻值

标在电位器上的表示两个固定端之间的阻值,表示电位器中心抽头与某一固定端之间阻值的变化范围。其系列与电阻的系列类似。

(3)允许误差等级

电位器实测阻值与标称阻值误差范围。根据不同精度等级可允许±20%、±10%、±5%、±2%、±1%的误差,精密电位器的精度可达±0.1%。

(4)阻值变化规律

指阻值随滑动片触点旋转角度(或滑动行程)之间的变化关系,常用的有直线式、对数式和反转对数式(指数式)。

4.电位器的标识

电位器的规格标识一般采用直标法,即用字母和阿拉伯数字直接标注在电位器上,如图1.1.17所示。一般标识的内容有电位器的型号、类别、标称阻值和额定功率。有时还将电位器的阻值变化规律特性的代号(Z表示指数式,D表示对数式,X表示直线式)标注出来,现在的产品也常按照国际规则用A代表指数式,B代表直线式,C代表对数式。例如,B 50 K表示一个标称值50 kΩ的直线式电位器。

图1.1.17　电位器的标识

体积较小的微调电阻大多用数码标识法标出其标称值。数码标识法用三个数字,前面两个为数值,第三位表示数值后面零的个数,单位为欧姆。例如,102表示10×102=1 000Ω。

5.电位器的选用原则

电位器的选择应从多方面考虑,不仅要根据使用要求选择不同类型和不同结构形式,还应满足电子设备对电位器性能及主要参数的要求。

(1)类型的选择

一般在要求不高的电路中,或使用环境较好的场合,应首先选用合成碳膜电位器。合成碳膜电位器分辨率高,阻值范围宽,品种型号齐全,价格便宜,耐磨(机械寿命长),但有耐湿性和稳定性差的缺点,可以应用在家用电器(如收音机、电视机、微波炉等室内工作设备上)。

如果电路需要精密的调节,而且消耗的功率较大,应选用线绕电位器。线绕电位器由于分布参数较大,只适用于低频电路,在高频电路中不宜选用。另外,线绕电位器的噪声小,要求噪声低的电路可选用。

金属玻璃釉电位器的阻值范围宽,可靠性高,高频特性好,耐温、耐湿性好,是工作频率较高的电路和精密电子设备首选的电位器类型。另外,金属玻璃釉微调电位器可在小型电子设备中使用。

(2)电位器阻值变化特性的选择

应根据用途来选择不同阻值变化特性电位器,以达到最佳调节效果。例如,音量调节的电位器应首选指数式电位器,在无指数式电位器的情况下可用直线式电位器代替,但不能选用对数式电位器,这会使音量调节范围变小。分压用的电位器应选用直线式电位器。音调调整控制的电位器应选用对数式电位器。

(3)电位器的参数的选择

电位器的主要参数有标称阻值、额定功率、最高工作电压、线性精度以及机械寿命等,它们是选用电位器的依据。当根据使用要求选择电位器的类型后,应进一步根据电路的要求选择电位器的技术及性能参数。

不同电位器的机械寿命也不相同,一般合成碳膜电位器的机械寿命最长,可高达20万周;而玻璃釉电位器的机械寿命仅为100～200周。选用电位器时,应根据电路对耐磨性的不同要求,选用不同机械寿命的电位器。

(4)电位器的结构的选择

选用电位器时,经常要结合使用的限制考虑对其结构的要求,如电位器尺寸的大小、轴柄的长短及轴端式样,以及轴上位置是否需要锁紧开关、单联还是多联、单圈还是多圈等。

对于需要经常调节的电位器,应选择可以安装旋钮的电位器,对于不需要经常调节的电位器,可选择轴端有沟槽的电位器,以便用螺丝刀调整后不再转动,以保持工作状态的相对稳定性。对于要求准确并一经调好后不再变动的电位器,应选择带锁紧装置的电位器。