導電塑料電位器在電動執行器中的應用

導電塑料電位器是一種由特殊塑料粉和導電材料（如炭黑、石墨以及超細金屬合金粉）等經過特殊工藝，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，具有如下優點：

1.使用壽命長

由于導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壓力，結果使磨損減小，使用壽命延長。

2.輸出平滑響應快

導電塑料電位器無論是旋轉式還是直滑式，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

由于導電塑料電器的上述優點，使其在宇航、導彈、雷達、艦船等軍用伺服系統以及工業自動化設備中得到了廣泛應用。

導電塑料電位器有旋轉式和直滑式兩種，國內己有多家生產，產品有多種規格, 表1給出了浙江慧仁電子有限公司的WDD35—D4系列旋轉式導電塑料電位器的主要技術指標。

表1

在目前大量使用的DDZ-Ⅱ、Ⅲ型電動執行器中，位置信號發送器均采用差動變壓器作為檢測元件，采用磁飽和穩壓器為其供電，因此存在加工工藝復雜，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整流后直接輸出，沒有采取恒流措施，因此負載能力很差，現場安裝調整也不方便。

采用導電塑料電位器作為電動執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 構簡單，便于維修等優點。

電動執行器中的位置信號發送器，實質上是一種電流信號產生電路，它將電動執行器的輸出位移通過傳感器及其電路線性地轉換為與之相對應的電流信號，當采用導電塑料電位器作為檢測元件時，位置信號發送器實質上是一種由電位器調節輸出的可調電流 源，其中電位器的動點由電動執行器的輸出軸帶動。

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

圖1中，W為導電塑料電位器。其動點由執行器出軸帶動，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轉換電路。

由于常用電位器的轉角都能做到大于300°，而在位置檢測電路中，往往只使用其中的一部分，所以設電位器的有效轉角為θy對應的電阻值為Rwy，動點到a點所對應的轉角為θ，對應的電阻值為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，就可保證在執行器輸出位移范圍內所對應的輸出電流為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，就可產生4?20mA電流信號，用于Ⅱ系列電動執行器中，電路如圖3所示。