导电塑料电位器在电动执行器中的应用

导电塑料电位器是一种由特殊塑料粉和导电材料（如炭黑、石墨以及超细金属合金粉）等经过特殊工艺，模压制成的电子器件，它与以往大量使用的线绕电位器相比，具有如下优点：

1.使用寿命长

由于导电塑料电位器是由特殊塑料与炭粉等合成制成的，所以它不会在表面上产生氧化而造成接触不良。由于没有氧化膜造成的接触不良，自然就减小了触头的预压力，结果使磨损减小，使用寿命延长。

2.输出平滑响应快

导电塑料电位器无论是旋转式还是直滑式，其表面都可以做得十分光滑平整，通过修磨可达到镜面程度，只要有较小的预压力，就可保证电位器具有可靠的接触，使电位器输出的平滑性得到了改善。

3.分辨率高

4.摩擦力矩小

由于导电塑料电器的上述优点，使其在宇航、导弹、雷达、舰船等军用伺服系统以及工业自动化设备中得到了广泛应用。

导电塑料电位器有旋转式和直滑式两种，国内己有多家生产，产品有多种规格, 表1给出了浙江慧仁电子有限公司的WDD35—D4系列旋转式导电塑料电位器的主要技术指标。

表1

在目前大量使用的DDZ-Ⅱ、Ⅲ型电动执行器中，位置信号发送器均采用差动变压器作为检测元件，采用磁饱和稳压器为其供电，因此存在加工工艺复杂，耗费大量金属材料等缺点，同时还有功耗大（约20瓦左右），效率低（只有2 % ），测量精度受电网电压波动及频率变化影响较大等不足，特别是Ⅱ型系列仪表，差动变压器的输出电压经整流后直接输出，没有采取恒流措施，因此负载能力很差，现场安装调整也不方便。

采用导电塑料电位器作为电动执行器的位置检测元件，可从根本上克服上述缺点，同时还具有体积小，重量轻，测量精度高，结 构简单，便于维修等优点。

电动执行器中的位置信号发送器，实质上是一种电流信号产生电路，它将电动执行器的输出位移通过传感器及其电路线性地转换为与之相对应的电流信号，当采用导电塑料电位器作为检测元件时，位置信号发送器实质上是一种由电位器调节输出的可调电流 源，其中电位器的动点由电动执行器的输出轴带动。

利用电位器机械位移转换为电流信号的电路很多，图1是一种简单的检测转换电路，可输出0〜10mA电流信号，用于Ⅱ系列仪表中。

图1中，W为导电塑料电位器。其动点由执行器出轴带动，恒流二极管CRD的输出电流为W供电，运放A与晶体管BG组成 V/I转换电路。

由于常用电位器的转角都能做到大于300°，而在位置检测电路中，往往只使用其中的一部分，所以设电位器的有效转角为θy对应的电阻值为Rwy，动点到a点所对应的转角为θ，对应的电阻值为R´wy，则由图1可得：

式中 K=(Rwy•I_M)/(R₀•θy)，显然，只要合理地选择K值，就可保证在执行器输出位移范围内所对应的输出电流为0〜10mA。上述图2是图1电路的输出特性曲线。

对图1电路略加改动，就可产生4〜20mA电流信号，用于Ⅱ系列电动执行器中，电路如图3所示。