三、产品关键结构设计

3、轴的设计

精密电位器在机械上的重要要求就是电刷组件应能精确地跟随转轴的运动。这样才能保证作用在转轴外端的每个运动增量都能如实地转变成电刷的行程。这是因为电刷既要在电阻元件的导轨上做圆周运动，而且还要保证电刷和基体导电轨之间有良好的接触状态，所以，容易出现机械上的问题。特别是多联电位器，轴上装有多组电连接机构，这就必须采取某些机械措施，来防止电连接机构和轴脱开。

为了解决机械连接问题，在产品轴上设计了四段滚直纹，其作用有两点，一是用于电连接机构的定位》二是防止电连接机构和轴在径向滑脱。轴上设计的卡圏槽，是为了防止轴上下产生窜动，导致电刷与导电轨之间出现接触不良状态。轴上标注的直线度和圆柱度要求，是为了满足产品的同步性、力矩均勻性而设计。零件材枓选用不锈钢材料，硬度较大，不易变形，保证四联电位器能够同心转动。

4、外壳设计

电位器的外壳十分重要。电位器在适应环境条件的能力中，有许多直接与封装的质量有关。良好的密封还能防止蒸汽进入，蒸汽会使电阻元件和电刷氧化，并在它们的表面上形成绝缘薄膜。电位器耐潮湿的能力完全取决于所能达到的密封程度。外壳可将电阻元件和接触电刷的表面屏蔽起来，防止会引起噪声的灰尘和污垢落至这些表面上，对增加电位器稳定性和减少噪声也有利。

电位器外壳的另一重要功能是作为机械结构的一部分，它是将所有其它工作构件都能保持在各自正确位置上的框架。在精密电位器中，外壳还应保证电阻元件的形状和位置不会因外加环境条件的变化而发生变化。外壳还同时作为将引出线或接线柱牢固地固定在一定位置上的机械装置。机械应力和应变，或者焊接时所产生的温度，都必须与电位器内部的构件隔绝。

由于该四联带中心抽头电位器，是由四组导电元件叠加在一起构成，调节同步性是多联电位器不同于单联电位器的突出特点，因此，必须精心设计外壳，使外壳满足一般性能要求的同时，还需满足多联电位器的特殊性能要求。为了满足该多联产品性能要求，其外壳上设计有环形卡槽和M1.4的螺孔（见图3-7中a、b标注），一是用于连接上下联，二是方便电位器同步精度调节。当产品的同步性调节好后用紧固螺钉将上下联固。结构设计见图3-6。

四、关键技术指标控制

技术指标是用以描述电位器元件的功能和性能的特征数据，高可靠性产品，必须对其关键性技术指标加以控制。同时线路设计人员，熟悉这些参数对于选用经济适用的产品，有效的满足使用要求至关重要。图4-1是该电位器的电原理示意图。

1、总电阻值

总电阻值是电位器两引出端之间（1-3端）的电阻值，它是一简单的技术指标，但也是电位器非常重要的技术指标。任何电位器标注时都需要规定总阻值。对总阻值起主要作用的是电阻元件所采用的材料和制造方法。此外，电位器中心柚头宽度、引出线、电刷与导电轨的接触状态以及终端接线部分的电阻值，对总电阻值都有影响。总电阻值可以通过两种途径控制：

(1) 根据导电轨结构配置一定方阻的导电塑料浆料，通过丝网印刷工艺，印制在塑料基体上，形成初始总电阻值。

(2) 通过导电轨阻值修刻技术控制。当初始总电阻值没有达到精度要求时，再对导电轨进行阻值修刻。

由于多联精密导电塑料电位器的同步精度，必须通过线性修刻来实现。线性修刻后导电基体的总阻值将会增大。因此，根据长期积累的实践经验，初始印刷导电轨时，必须将总阻值偏差控制在（-20%-0）范围内。

2、接触电阻

接触电阻是电位器的一个重要的技术指标。它的大小与接触压力、动触点材料的性质、接触表面状态及电阻体的表面电阻率等许多参数有关，还与通过触点的电流值有关，是个比较复杂的参数。尤其是多联电位器，接触电阻对同步精度调节，高低温输出平滑性等关键技术指标影响较大。因此，对产生接触电阻的原因分析与控制非常重要。

（1）接触电阻产生的主要原因：一是由滑动触点与电阻元件接触不良所引起。这是因为在导电塑料表面有一层有各种杂质所形成的薄膜，使电刷与电阻体隔开，引起一定的接触电阻；二是导电塑料本身内部分子结构由导电粒子和不导电粒子组成，两者分布不均，从而带来不稳定的接触电阻。

（2）接触电阻测量与计算公式：

接触电阻可以通过一个简单的试验显示出来，做两次十分精确的电阻测量，每次测量分别用不同的引出端做为基准，将两次测量的欧姆数相加，用所得的和与电位器总电阻值比较，就会发现两部分之和大于总电阻值。这是由于在电剛和电阻元件之间产生了附加电阻，即接触电阻。接触电阻用下列公式计算得出：

注：测量过程，电刷应定位在电阻元件的中心处，不得改变电刷位置。

（3）接触电阻控制

a.调整零件之间的配合尺寸，增大簧片和导电基体之间的接触压力，保证二者之间接触牢靠；

b.导电元件基体印刷时，浆料应充分搅拌均匀，保证浆料成份中导电粒子和不导电粒子混合均勻；

c.基体印刷后，应放置适当的时间，使浆料自然流平，然后在进行固化处理。

d.适当增加电刷的宽度，增大电刷与导电轨的接触面。

3、输出平滑性

输出平滑性适应于精密导电塑料电位器，该参数表示实际输出电压相对理想输出电压的最大瞬时变化量。它是在电刷运动过程中并有输出负载电流时测得的，用总输入电压的百分数表示或用下式表述：其典型的标准规定值为：

≤0.1%。所有对接触电阻和接触电阻的变化起作用的因素都是造成输出电压变化的原因，因为这些参数都对电流敏感，所以输出负载电流对输出平滑性有显著影响。

注：E_I—外加总电压，e_max—在1%的电刷行程增量范围内测得的电压增大变化量。

下期介绍：多联抽头式导电塑料电位器（四）