三、產(chǎn)品關(guān)鍵結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3、軸的設(shè)計(jì)

精密電位器在機(jī)械上的重要要求就是電刷組件應(yīng)能精確地跟隨轉(zhuǎn)軸的運(yùn)動(dòng)。這樣才能保證作用在轉(zhuǎn)軸外端的每個(gè)運(yùn)動(dòng)增量都能如實(shí)地轉(zhuǎn)變成電刷的行程。這是因?yàn)殡娝⒓纫陔娮柙膶?dǎo)軌上做圓周運(yùn)動(dòng)，而且還要保證電刷和基體導(dǎo)電軌之間有良好的接觸狀態(tài)，所以，容易出現(xiàn)機(jī)械上的問題。特別是多聯(lián)電位器，軸上裝有多組電連接機(jī)構(gòu)，這就必須采取某些機(jī)械措施，來防止電連接機(jī)構(gòu)和軸脫開。

為了解決機(jī)械連接問題，在產(chǎn)品軸上設(shè)計(jì)了四段滾直紋，其作用有兩點(diǎn)，一是用于電連接機(jī)構(gòu)的定位》二是防止電連接機(jī)構(gòu)和軸在徑向滑脫。軸上設(shè)計(jì)的卡圏槽，是為了防止軸上下產(chǎn)生竄動(dòng)，導(dǎo)致電刷與導(dǎo)電軌之間出現(xiàn)接觸不良狀態(tài)。軸上標(biāo)注的直線度和圓柱度要求，是為了滿足產(chǎn)品的同步性、力矩均勻性而設(shè)計(jì)。零件材枓選用不銹鋼材料，硬度較大，不易變形，保證四聯(lián)電位器能夠同心轉(zhuǎn)動(dòng)。

4、外殼設(shè)計(jì)

電位器的外殼十分重要。電位器在適應(yīng)環(huán)境條件的能力中，有許多直接與封裝的質(zhì)量有關(guān)。良好的密封還能防止蒸汽進(jìn)入，蒸汽會(huì)使電阻元件和電刷氧化，并在它們的表面上形成絕緣薄膜。電位器耐潮濕的能力完全取決于所能達(dá)到的密封程度。外殼可將電阻元件和接觸電刷的表面屏蔽起來，防止會(huì)引起噪聲的灰塵和污垢落至這些表面上，對(duì)增加電位器穩(wěn)定性和減少噪聲也有利。

電位器外殼的另一重要功能是作為機(jī)械結(jié)構(gòu)的一部分，它是將所有其它工作構(gòu)件都能保持在各自正確位置上的框架。在精密電位器中，外殼還應(yīng)保證電阻元件的形狀和位置不會(huì)因外加環(huán)境條件的變化而發(fā)生變化。外殼還同時(shí)作為將引出線或接線柱牢固地固定在一定位置上的機(jī)械裝置。機(jī)械應(yīng)力和應(yīng)變，或者焊接時(shí)所產(chǎn)生的溫度，都必須與電位器內(nèi)部的構(gòu)件隔絕。

由于該四聯(lián)帶中心抽頭電位器，是由四組導(dǎo)電元件疊加在一起構(gòu)成，調(diào)節(jié)同步性是多聯(lián)電位器不同于單聯(lián)電位器的突出特點(diǎn)，因此，必須精心設(shè)計(jì)外殼，使外殼滿足一般性能要求的同時(shí)，還需滿足多聯(lián)電位器的特殊性能要求。為了滿足該多聯(lián)產(chǎn)品性能要求，其外殼上設(shè)計(jì)有環(huán)形卡槽和M1.4的螺孔（見圖3-7中a、b標(biāo)注），一是用于連接上下聯(lián)，二是方便電位器同步精度調(diào)節(jié)。當(dāng)產(chǎn)品的同步性調(diào)節(jié)好后用緊固螺釘將上下聯(lián)固。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)見圖3-6。

四、關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)控制

技術(shù)指標(biāo)是用以描述電位器元件的功能和性能的特征數(shù)據(jù)，高可靠性產(chǎn)品，必須對(duì)其關(guān)鍵性技術(shù)指標(biāo)加以控制。同時(shí)線路設(shè)計(jì)人員，熟悉這些參數(shù)對(duì)于選用經(jīng)濟(jì)適用的產(chǎn)品，有效的滿足使用要求至關(guān)重要。圖4-1是該電位器的電原理示意圖。

1、總電阻值

總電阻值是電位器兩引出端之間（1-3端）的電阻值，它是一簡(jiǎn)單的技術(shù)指標(biāo)，但也是電位器非常重要的技術(shù)指標(biāo)。任何電位器標(biāo)注時(shí)都需要規(guī)定總阻值。對(duì)總阻值起主要作用的是電阻元件所采用的材料和制造方法。此外，電位器中心柚頭寬度、引出線、電刷與導(dǎo)電軌的接觸狀態(tài)以及終端接線部分的電阻值，對(duì)總電阻值都有影響?？傠娮柚悼梢酝ㄟ^兩種途徑控制：

(1) 根據(jù)導(dǎo)電軌結(jié)構(gòu)配置一定方阻的導(dǎo)電塑料漿料，通過絲網(wǎng)印刷工藝，印制在塑料基體上，形成初始總電阻值。

(2) 通過導(dǎo)電軌阻值修刻技術(shù)控制。當(dāng)初始總電阻值沒有達(dá)到精度要求時(shí)，再對(duì)導(dǎo)電軌進(jìn)行阻值修刻。

由于多聯(lián)精密導(dǎo)電塑料電位器的同步精度，必須通過線性修刻來實(shí)現(xiàn)。線性修刻后導(dǎo)電基體的總阻值將會(huì)增大。因此，根據(jù)長期積累的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，初始印刷導(dǎo)電軌時(shí)，必須將總阻值偏差控制在（-20%-0）范圍內(nèi)。

2、接觸電阻

接觸電阻是電位器的一個(gè)重要的技術(shù)指標(biāo)。它的大小與接觸壓力、動(dòng)觸點(diǎn)材料的性質(zhì)、接觸表面狀態(tài)及電阻體的表面電阻率等許多參數(shù)有關(guān)，還與通過觸點(diǎn)的電流值有關(guān)，是個(gè)比較復(fù)雜的參數(shù)。尤其是多聯(lián)電位器，接觸電阻對(duì)同步精度調(diào)節(jié)，高低溫輸出平滑性等關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)影響較大。因此，對(duì)產(chǎn)生接觸電阻的原因分析與控制非常重要。

（1）接觸電阻產(chǎn)生的主要原因：一是由滑動(dòng)觸點(diǎn)與電阻元件接觸不良所引起。這是因?yàn)樵趯?dǎo)電塑料表面有一層有各種雜質(zhì)所形成的薄膜，使電刷與電阻體隔開，引起一定的接觸電阻；二是導(dǎo)電塑料本身內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)由導(dǎo)電粒子和不導(dǎo)電粒子組成，兩者分布不均，從而帶來不穩(wěn)定的接觸電阻。

（2）接觸電阻測(cè)量與計(jì)算公式：

接觸電阻可以通過一個(gè)簡(jiǎn)單的試驗(yàn)顯示出來，做兩次十分精確的電阻測(cè)量，每次測(cè)量分別用不同的引出端做為基準(zhǔn)，將兩次測(cè)量的歐姆數(shù)相加，用所得的和與電位器總電阻值比較，就會(huì)發(fā)現(xiàn)兩部分之和大于總電阻值。這是由于在電剛和電阻元件之間產(chǎn)生了附加電阻，即接觸電阻。接觸電阻用下列公式計(jì)算得出：

注：測(cè)量過程，電刷應(yīng)定位在電阻元件的中心處，不得改變電刷位置。

（3）接觸電阻控制

a.調(diào)整零件之間的配合尺寸，增大簧片和導(dǎo)電基體之間的接觸壓力，保證二者之間接觸牢靠；

b.導(dǎo)電元件基體印刷時(shí)，漿料應(yīng)充分?jǐn)嚢杈鶆?，保證漿料成份中導(dǎo)電粒子和不導(dǎo)電粒子混合均勻；

c.基體印刷后，應(yīng)放置適當(dāng)?shù)臅r(shí)間，使?jié){料自然流平，然后在進(jìn)行固化處理。

d.適當(dāng)增加電刷的寬度，增大電刷與導(dǎo)電軌的接觸面。

3、輸出平滑性

輸出平滑性適應(yīng)于精密導(dǎo)電塑料電位器，該參數(shù)表示實(shí)際輸出電壓相對(duì)理想輸出電壓的最大瞬時(shí)變化量。它是在電刷運(yùn)動(dòng)過程中并有輸出負(fù)載電流時(shí)測(cè)得的，用總輸入電壓的百分?jǐn)?shù)表示或用下式表述：其典型的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定值為：

≤0.1%。所有對(duì)接觸電阻和接觸電阻的變化起作用的因素都是造成輸出電壓變化的原因，因?yàn)檫@些參數(shù)都對(duì)電流敏感，所以輸出負(fù)載電流對(duì)輸出平滑性有顯著影響。

注：E_I—外加總電壓，e_max—在1%的電刷行程增量范圍內(nèi)測(cè)得的電壓增大變化量。

下期介紹：多聯(lián)抽頭式導(dǎo)電塑料電位器（四）