三、產品關鍵結構設計

3、軸的設計

精密電位器在機械上的重要要求就是電刷組件應能精確地跟隨轉軸的運動。這樣才能保證作用在轉軸外端的每個運動增量都能如實地轉變成電刷的行程。這是因為電刷既要在電阻元件的導軌上做圓周運動，而且還要保證電刷和基體導電軌之間有良好的接觸狀態，所以，容易出現機械上的問題。特別是多聯電位器，軸上裝有多組電連接機構，這就必須采取某些機械措施，來防止電連接機構和軸脫開。

為了解決機械連接問題，在產品軸上設計了四段滾直紋，其作用有兩點，一是用于電連接機構的定位》二是防止電連接機構和軸在徑向滑脫。軸上設計的卡圏槽，是為了防止軸上下產生竄動，導致電刷與導電軌之間出現接觸不良狀態。軸上標注的直線度和圓柱度要求，是為了滿足產品的同步性、力矩均勻性而設計。零件材枓選用不銹鋼材料，硬度較大，不易變形，保證四聯電位器能夠同心轉動。

4、外殼設計

電位器的外殼十分重要。電位器在適應環境條件的能力中，有許多直接與封裝的質量有關。良好的密封還能防止蒸汽進入，蒸汽會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，防止會引起噪聲的灰塵和污垢落至這些表面上，對增加電位器穩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械結構的一部分，它是將所有其它工作構件都能保持在各自正確位置上的框架。在精密電位器中，外殼還應保證電阻元件的形狀和位置不會因外加環境條件的變化而發生變化。外殼還同時作為將引出線或接線柱牢固地固定在一定位置上的機械裝置。機械應力和應變，或者焊接時所產生的溫度，都必須與電位器內部的構件隔絕。

由于該四聯帶中心抽頭電位器，是由四組導電元件疊加在一起構成，調節同步性是多聯電位器不同于單聯電位器的突出特點，因此，必須精心設計外殼，使外殼滿足一般性能要求的同時，還需滿足多聯電位器的特殊性能要求。為了滿足該多聯產品性能要求，其外殼上設計有環形卡槽和M1.4的螺孔（見圖3-7中a、b標注），一是用于連接上下聯，二是方便電位器同步精度調節。當產品的同步性調節好后用緊固螺釘將上下聯固。結構設計見圖3-6。

四、關鍵技術指標控制

技術指標是用以描述電位器元件的功能和性能的特征數據，高可靠性產品，必須對其關鍵性技術指標加以控制。同時線路設計人員，熟悉這些參數對于選用經濟適用的產品，有效的滿足使用要求至關重要。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，它是一簡單的技術指標，但也是電位器非常重要的技術指標。任何電位器標注時都需要規定總阻值。對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、電刷與導電軌的接觸狀態以及終端接線部分的電阻值，對總電阻值都有影響。總電阻值可以通過兩種途徑控制：

(1) 根據導電軌結構配置一定方阻的導電塑料漿料，通過絲網印刷工藝，印制在塑料基體上，形成初始總電阻值。

(2) 通過導電軌阻值修刻技術控制。當初始總電阻值沒有達到精度要求時，再對導電軌進行阻值修刻。

由于多聯精密導電塑料電位器的同步精度，必須通過線性修刻來實現。線性修刻后導電基體的總阻值將會增大。因此，根據長期積累的實踐經驗，初始印刷導電軌時，必須將總阻值偏差控制在（-20%-0）范圍內。

2、接觸電阻

接觸電阻是電位器的一個重要的技術指標。它的大小與接觸壓力、動觸點材料的性質、接觸表面狀態及電阻體的表面電阻率等許多參數有關，還與通過觸點的電流值有關，是個比較復雜的參數。尤其是多聯電位器，接觸電阻對同步精度調節，高低溫輸出平滑性等關鍵技術指標影響較大。因此，對產生接觸電阻的原因分析與控制非常重要。

（1）接觸電阻產生的主要原因：一是由滑動觸點與電阻元件接觸不良所引起。這是因為在導電塑料表面有一層有各種雜質所形成的薄膜，使電刷與電阻體隔開，引起一定的接觸電阻；二是導電塑料本身內部分子結構由導電粒子和不導電粒子組成，兩者分布不均，從而帶來不穩定的接觸電阻。

（2）接觸電阻測量與計算公式：

接觸電阻可以通過一個簡單的試驗顯示出來，做兩次十分精確的電阻測量，每次測量分別用不同的引出端做為基準，將兩次測量的歐姆數相加，用所得的和與電位器總電阻值比較，就會發現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生了附加電阻，即接觸電阻。接觸電阻用下列公式計算得出：

注：測量過程，電刷應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.調整零件之間的配合尺寸，增大簧片和導電基體之間的接觸壓力，保證二者之間接觸牢靠；

b.導電元件基體印刷時，漿料應充分攪拌均勻，保證漿料成份中導電粒子和不導電粒子混合均勻；

c.基體印刷后，應放置適當的時間，使漿料自然流平，然后在進行固化處理。

d.適當增加電刷的寬度，增大電刷與導電軌的接觸面。

3、輸出平滑性

輸出平滑性適應于精密導電塑料電位器，該參數表示實際輸出電壓相對理想輸出電壓的最大瞬時變化量。它是在電刷運動過程中并有輸出負載電流時測得的，用總輸入電壓的百分數表示或用下式表述：其典型的標準規定值為：

≤0.1%。所有對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，因為這些參數都對電流敏感，所以輸出負載電流對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測得的電壓增大變化量。

下期介紹：多聯抽頭式導電塑料電位器（四）