维普资讯 http://www.cqvip.com Ｖ０１．１３ Ｎｏ．３ 国外传感技术 ·９１· 导电塑料电位器 近几年，随着微型计算机控制技术的发 浆料，然后在１５０，￣３００＂Ｃ高温高压状态下压 展，作为机一电量变换器使用的电位器须满足 缩成形而制成。为此，电阻器的表面须光滑如 高分辨率、高精度、长使用寿命、高速随动性 镜面一般，并具有耐磨性、对温一湿度的稳定 等诸多要求。为此，电位器，特别是１转型电 性，和仅在基片上印刷薄膜电阻器相比，其可 位器，向前迈进了一步，由传统的线圈式向采 靠性更高。 用导电塑料电阻元件的电位器过渡。工业用 机器人的控制传感器要用，汽车发动机电子 图２ ＣＰ型精密电位器构造例 控制及汽车电子学化更要用，各种传感器都 可应用，最近动向表明，其应用范围日益广 泛。 本文就导电塑料电位器（ｃＰ型电位器） 触点 的基本构造、特性、特点及用途等作一简要介 （多触 绍。 １电阻器及电位器的构造 轴 导电塑料（ＣＰ）型电阻元件的构造如图１ 采用ＣＰ电阻元件的电位器的构造又可 所示，导电塑料（ＣＰ）型电位器的构造如图２ 分为回转式、直线式等多种，其共同特点是， 所示。 与电阻器对接的触点所采用的都是贵金属多 图ｌ ＣＰ型电阻元件构造椤Ｉ 触点。这些触点，杆部为线状或片状，触点部 的形状有圆形、Ｖ形及划痕等多种，可谓各具 特色。目前大都根据电位器的种类（回转式， 直线式）、所要求的性能（直线性，滑动噪声， 使用寿命）、使用环境（振动，冲击）、使用条件 （半固定，滑动速度）等来选用。总之，通过采 用贵金属多触点，使接触电阻减小，并提高了 基体材料 接触稳定性，而且还减轻了触点压力，大幅增 长了使用寿命。再者，选择适宜电阻器的触点 ＣＰ型电阻元件以具有导电性的碳黑、石 材料、形状、尺寸、接触压力等也不容忽视，使 墨，作为粘结剂的热硬化性树脂粉末（酚树 用 命在很大程度上就取决于这些因素。所 脂，环氧树脂，２丙烯邻苯树脂等），再加各种 以，有关电阻器的种类、制作工艺、触点模式 添加剂，一起混和为浆料，采用网板印刷、喷 的技术资料各制作厂家都视为保密内容，因 涂、复制等方式使之涂敷在树脂基片上。电极 此，详情不得而知，但作为面临的课题，有关 部则在其电阻器的上面或下面涂敷银系电极 温度特性、耐湿性、耐磨性等，花点气力，从有 维普资讯 http://www.cqvip.com ·９２· 国外传感技术 Ｖ０１．１３ ＮＯ．３ 关专利技术文献中还是可望得到的。 照片１控制用电位器及组装零件 作为良好直线性的有效方法，线圈式电 位器一般采用适当加大外径，或改１转式为 多转式，以增加线圈长度。而ＣＰ型电位器则 采用微调电阻薄膜的方法。因此，即使是制作 小型产品，也可获得较好的直线性。此外，最 近在控制系中寄生振荡的问题引起关注，其 试验方法已列入ＩＥＣ、ＪＬＳ等标准。这种试验 方法，如输出电压急剧变化及滑动噪声，用原 先的直线性测定方法和输出平滑性测定方法 都是无能为力的。可对测定部位加以划分，局 照片２小型ＣＰ电位器 部扩大，以测定微小变化。今后，特别是用于 伺服控制的电位器就得按此标准制作。 图３输出平滑性测定电路 ０ Ｍ 恒速驱动装置， （ＦＣＰ２２Ａ塑，外径２２ｒａｍ） Ｐ；试验电阻器， ０：监视装置， ２特性及其试验方法 ＣＰ型电位器和线圈式电位器相比，在特 性上有若干不同之处，现就其不同特性作简 要说明。 Ｒ：固定负荷电阻器． （３）滑动噪声 线圈式电位器用的电阻线，其固有电阻 是恒定的，电阻器的电阻值随线径（横截面 积）不同而改变。因此，线圈式电位器的接触 （１）总电阻值的稳定性 电阻器用含碳树脂制作，总电阻值随温 电阻，即使总阻值有所变化也大致为固定值。度变化的范围通常约为士４００ｐｐｍ／＇Ｃ。这个 也就是说，线圈式的滑动噪声与总阻值无关， 数值虽比线圈式的４－２０ｐｐｍ／＇Ｃ要大得多，但 可作为等价噪声值表示。可是，ＣＴ型电位器 ＣＰ型电位器大都作为电压的分压器使用，只 则不然，随总阻值不同而改变浆料种类（按含 接触电阻也 要电位器所加电压不变，对输出的影响就微 碳和树脂的不同成分比而分类），不足道，至少在实用上不致成为问题。此外， 随总阻值而改变。再者，ＣＰ型电位器是以分 当水或湿气之类附着在电阻器表面时，总电 压式使用为前提，容许流入滑动件的电流极 阻值会少量增大；磨损粉末附着在滑动面上 小。因此，ＣＰ型电位器滑动噪声的测定可采 时，滑动噪声会有所增大。因此，若在多湿条 用图３所示的输出平滑性电路，其输出漂移 件下使用时电位器整体须采用密封结构。 （２）直线性 可作为输出平滑性规定，并作为一种滑动噪 声的评价方法使用。 维普资讯 http://www.cqvip.com Ｖ０Ｉ．１３ Ｎｏ．３ 国外传感技术 ·９３· 滑动噪声的另一种评价方法是，流入滑 残余电阻（电压），而抽头流过的电流必须小 动件一定电流，检测其接触电阻的变化。有效 于端子问流过的电流。后者抽头位置的电阻 利用这２种方法，可作出滑动噪声的正确评 补偿为０ Ｑ，在此部位往往会形成电压不变 价。 （４）分辨率 动区（死角），尤须特别注意。电压抽头与电流 抽头如图５所示。 图５电压抽头与电流抽头 线圈式电位器存在分辨率欠佳问题，而 ＣＰ型电位器，采用０．５ｐｒｏ以下的碳微粉末， 电阻器成型用模具的表面作平滑精加工，就 可得到平滑的电位器表面。因此，达到Ｉｐｍ 以下的分辨率是不成问题的。 （５）末端电极附近的电压变化 线圈式电位器的末端引线通常由１匝线 阻器 圈焊接引出，滑动件由末端位置移动时的输 出电压变化为平滑直线。而ＣＰ型电位器则 （７）滑动件电流 线圈式电位器的滑动件能流过的电流， 不然，电极部的输出电压变化如图４所示，由 与线圈的容许电流大致相同。而ＣＰ型电位 于电流集中，因而电极上方急剧变化上升后 器的接触电阻（由接触面的界面产生的界面 呈直线，而电极下方则缓和变化后呈直线，曲 接触电阻和由电流集中而引起的集中接触电 线变化很小。这点变化对于主要使用中间部 阻之和）大，由于用碳为电阻材料，因而时间 分来说，根本不成问题，但对于电极附近的输 择问题。 图４ ＣＰ电位器电极部输出电压变化 长，若流过ｍＡ电平的电流，则随碳氧化会 出也在使用之列而言，则须考虑电位器的选 增大接触电阻，甚至会烧坏电阻膜。此外，来 自滑动噪声的滑动件电流要尽可能小，通常 流动的电流要在１０ｍＡ以下。图６所示为ＣＰ 型电位器推荐电路。 图６ ＣＰ型电位器推荐电路 电极上方 电极下方 ： （６）中间抽头 … 大器 ３特色与用途 具有上述结构和特性的ＣＰ型电位器， 线圈式电位器中间抽头，和末端引线一 样，由１匝线圈引出。因而抽头电阻、抽头电 较之线圈式电位器，独具下列特色： 流不致发生其位置的直线性紊乱等问题。ＣＰ ①使用寿命长 滑动噪声增大、总阻值增大等因素可能 型电位器的电极设置方式：其１是电压抽头 式，在电阻器外周部以中间抽头为点抽头；另 会导致电位器的性能有所降低，但因磨损而 １是电流抽头式，使电阻部形成横断状态下 断线故障几乎就没有。因此，总的使用寿命 设置电极。前者在滑动件至抽头位置间存在 长，约为线圈式的１０＂－－１００倍，轴回转１亿次 维普资讯 http://www.cqvip.com ·９４· 的成效已公告于世。 国外传感技术 ＶｏＩ．１３ Ｎｏ．３ 基于ＣＰ型电位器所具特色，广泛适用 ②分解度极小 于工业用机器人、医疗仪器、建筑、交通运输、 如特性项所述，实用上可考虑无限小。因 成型机、汽车、摄象机、农机等行业，主要作为 此，特别是在控制用途方面，精密控制与调整 传感器用于测控。 以及高速等都能适用。 ③高频特性好 综合上述，ＣＰ型电位器，和别的变换器 相比，具有下列优点： 由于几乎不存在线圈式特有的电感、电 容等，因而对高频衰减极小，波形畸变也极 少。 ①性能／价格比优越； ②用作变换器可获得较大输出； ③形状具有通融性，作为轻便变换器而 普遍受到重用，目前这个倾向呈方兴未艾之 ， Ｌ４８校 ④高精度化 随着微调技术水平的提高，虽然难免还 势，而用作传感器组件将会快马加鞭推出各 存在若干大小差异，但已生产出直线性达士 种各样适合需求的新产品。 ０．１～士０．０１ 的产品。 Ｂ０８４译： 二 课题实时计测。 船体挠曲计测装置 提供船体挠曲计测装置，要求结构简单，以目视船体挠曲为实测数值，同时进行 １——船体 ２——船头部 ３——四支座 ４——基准点 ５——操纵室 ６——前窗 ７——标度 ８——仰视显示器 举措效果在船体１的船头部２拟计测挠曲的部位设置基准点４，在临近基准点４的操纵 本发明推出的船体挠曲计测装置，不仅结构简单，而且获得了既可目睹实况，又 中译资料号：Ｆ０１７６ 咨询电话：（０５５１）２８２７８６６ 室５内设置仰视显示器８，在操纵室５的前窗６上重现其前方视野，显示半透明性标度７。 能实时计测一举二得效果。
