導(dǎo)電塑料電位器在電動執(zhí)行器中的應(yīng)用

導(dǎo)電塑料電位器是一種由特殊塑料粉和導(dǎo)電材料（如炭黑、石墨以及超細(xì)金屬合金粉）等經(jīng)過特殊工藝，模壓制成的電子器件，它與以往大量使用的線繞電位器相比，具有如下優(yōu)點：

1.使用壽命長

由于導(dǎo)電塑料電位器是由特殊塑料與炭粉等合成制成的，所以它不會在表面上產(chǎn)生氧化而造成接觸不良。由于沒有氧化膜造成的接觸不良，自然就減小了觸頭的預(yù)壓力，結(jié)果使磨損減小，使用壽命延長。

2.輸出平滑響應(yīng)快

導(dǎo)電塑料電位器無論是旋轉(zhuǎn)式還是直滑式，其表面都可以做得十分光滑平整，通過修磨可達到鏡面程度，只要有較小的預(yù)壓力，就可保證電位器具有可靠的接觸，使電位器輸出的平滑性得到了改善。

3.分辨率高

4.摩擦力矩小

由于導(dǎo)電塑料電器的上述優(yōu)點，使其在宇航、導(dǎo)彈、雷達、艦船等軍用伺服系統(tǒng)以及工業(yè)自動化設(shè)備中得到了廣泛應(yīng)用。

導(dǎo)電塑料電位器有旋轉(zhuǎn)式和直滑式兩種，國內(nèi)己有多家生產(chǎn)，產(chǎn)品有多種規(guī)格, 表1給出了浙江慧仁電子有限公司的WDD35—D4系列旋轉(zhuǎn)式導(dǎo)電塑料電位器的主要技術(shù)指標(biāo)。

表1

在目前大量使用的DDZ-Ⅱ、Ⅲ型電動執(zhí)行器中，位置信號發(fā)送器均采用差動變壓器作為檢測元件，采用磁飽和穩(wěn)壓器為其供電，因此存在加工工藝復(fù)雜，耗費大量金屬材料等缺點，同時還有功耗大（約20瓦左右），效率低（只有2 % ），測量精度受電網(wǎng)電壓波動及頻率變化影響較大等不足，特別是Ⅱ型系列儀表，差動變壓器的輸出電壓經(jīng)整流后直接輸出，沒有采取恒流措施，因此負(fù)載能力很差，現(xiàn)場安裝調(diào)整也不方便。

采用導(dǎo)電塑料電位器作為電動執(zhí)行器的位置檢測元件，可從根本上克服上述缺點，同時還具有體積小，重量輕，測量精度高，結(jié) 構(gòu)簡單，便于維修等優(yōu)點。

電動執(zhí)行器中的位置信號發(fā)送器，實質(zhì)上是一種電流信號產(chǎn)生電路，它將電動執(zhí)行器的輸出位移通過傳感器及其電路線性地轉(zhuǎn)換為與之相對應(yīng)的電流信號，當(dāng)采用導(dǎo)電塑料電位器作為檢測元件時，位置信號發(fā)送器實質(zhì)上是一種由電位器調(diào)節(jié)輸出的可調(diào)電流 源，其中電位器的動點由電動執(zhí)行器的輸出軸帶動。

利用電位器機械位移轉(zhuǎn)換為電流信號的電路很多，圖1是一種簡單的檢測轉(zhuǎn)換電路，可輸出0?10mA電流信號，用于Ⅱ系列儀表中。

圖1中，W為導(dǎo)電塑料電位器。其動點由執(zhí)行器出軸帶動，恒流二極管CRD的輸出電流為W供電，運放A與晶體管BG組成 V/I轉(zhuǎn)換電路。

由于常用電位器的轉(zhuǎn)角都能做到大于300°，而在位置檢測電路中，往往只使用其中的一部分，所以設(shè)電位器的有效轉(zhuǎn)角為θy對應(yīng)的電阻值為Rwy，動點到a點所對應(yīng)的轉(zhuǎn)角為θ，對應(yīng)的電阻值為R′wy，則由圖1可得：

式中 K=(Rwy?I_M)/(R₀?θy)，顯然，只要合理地選擇K值，就可保證在執(zhí)行器輸出位移范圍內(nèi)所對應(yīng)的輸出電流為0?10mA。上述圖2是圖1電路的輸出特性曲線。

對圖1電路略加改動，就可產(chǎn)生4?20mA電流信號，用于Ⅱ系列電動執(zhí)行器中，電路如圖3所示。