2.1电位器课程.ppt

结论：线性线绕电位器的电阻灵敏度和电压灵敏度除与电阻率ρ有关外,还与骨架尺寸h和b、导线横截面积S(导线直径d）、绕线节距t等结构参数有关;电压灵敏度还与通过电位器的电流I的大小有关。 空载时输出电压(电阻)与电刷行程之间具有非线性关系。 研究意义：现实中有些对象是指数函数、对数函数、三角函数及其他任意函数。要满足控制系统特殊要求,必须想办法找到与线性控制系统的关系,修正、补偿非线性，使系统最后输出特性是线性输出。 （2）行程分辨率与阶梯误差 变骨架高度式电位器的绕线节距是不变的,因此其行程分辨率与线性电位器计算式相同,则有 (3.)结构特点 变骨架式非线性电位器理论上可以实现所要求的许多种函数特性,但结构必须满足： （1）为保证强度,骨架的最小高度hmin3～4mm,亦不能太小。（2）骨架型面坡度α应小于20°～30°，否则绕制时容易产生倾斜和打滑, 产生误差,如图9.7(a)所示。 减小误差方法： （1）减小坡度，可采用对称骨架,如图3.7(b)所示。 （2）将骨架设计成阶梯形的, 实际是对特性曲线采用折线逼近。 变节距式非线性线绕电位器 也称为分段绕制的非线性线绕电位器。 (1)节距变化规律 变节距式电位器是在保持ρ、A、b、h不变的条件下,用改变节距t的方法来实现所要求的非线性特性。节距的基本表达式为 (2).阶梯误差 变节距式电位器的骨架截面积不变,因而可近似地认为每匝电阻值相等,即可以认为阶跃值相等。故阶梯误差计算公式和线性线绕电位器阶梯误差的计算公式完全相同. (3) 分辨率： 该分辨率取决于节距, 其最大绕距tmax发生在特性斜率最低处,故行程分辨率公式应为 ： （4） 结构与特点 骨架制造比较容易,绕制较困难，但近年来数字程控绕制机减小了绕制困难，只能适用于特性曲线斜率变化不大的情况,一般 各段并联电阻的大小,可由下式求出: （2）误差分析 其阶梯误差和电压分辨率均发生在特性曲线最大斜率段上 （3）结构与特点 分路电阻式非线性电位器原理上存在折线近似曲线所带来的误差,但加工、绕制方便,对特性曲线没有很多限制,使用灵活,通过改变并联电阻,可以得到各种特性曲线。 设计讨论 设计分流电阻式非线性电位器的电路及其参数。要求特性如图,所用线性电位器的总电阻为1000Ω, 输出为空载. 解： 斜率最大处是第一段，2/10，电阻为ΔR’1（无并联电阻时）压降为ΔU1，并联电阻r1=0， ΔR’1=（10/100）*1000Ω=100Ω。 四、负载特性及负载误差 3 减小负载误差措施： （1）减小负载系数m （2）限制工作范围 3 减小负载误差措施： （3）重新设计电位器的空载特性 设计出非线性电位器(将电位器的空载特性设计为某种上凸的曲线3) 此非线性电位器的空载特性曲线3与线性电位器的负载特性曲线2,两者是以特性直线1互为镜像的,也可消除负载误差,如图所示。 五、电位器的结构与类型 电位器原理图 1—骨架 2—电刷 3—电阻丝 4—转轴 5—接线端子 电位器由电阻元件、电刷、骨架等组成。其形式有直滑式(图a)和旋转式，旋转式有单圈旋转式(图b)和多圈旋转式(图c)两种。 电刷由触头、臂、导向及轴承等装置组成；触头常用银、铂铱、铂铑等金属.电刷臂用磷青铜等弹性较好的材料；骨架常用陶瓷、酚醛树脂及工程塑料等绝缘材料。 1、结构： （2）非线绕电位器 1）合成膜电位器 其优点是分辨率较高，阻值范围很宽（100Ω～4.7MΩ），耐磨性较好，工艺简单，成本低，线性度好等；主要缺点是接触电阻大，功率不够大，容易吸潮，噪声较大等。 2）金属膜电位器 金属膜电位器具有无限分辨力，接触电阻很小，耐热性好，满负荷达70℃。与线绕电位器相比，它的分布电容和分布电感很小，特别适合在高频条件下使用。它的噪声仅高于线绕电位器。金属电位器的缺点是耐磨性较差，阻值范围窄，一般在10～100Ω之间。由于这些缺点，限制了它的使用范围。 2、类型： （1）线绕电位器 线绕电位器电阻元件由康铜丝、铂铱合金及卡玛丝等电阻丝绕制，其额定功率范围一般为0.25～50W，阻值范围为100Ω～100kΩ之间。当接触电刷从这一匝移到另一匝时，阻值的变化呈阶梯式。 （3）导电塑料电位器 导电塑料电位器又称实心电位器，耐磨性很好，使用寿命较长，允许电刷的接触压力很大，在振动、冲击等恶劣环境下仍能可靠地工作。此外，它的分辨率较高，线性度较好，阻值范围大，能承受较大的功率。导