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一、電位器動噪聲原因分析
一段時期來,我廠φ12,φ16,φ30mm直滑式電位出現(xiàn)了較嚴(yán)重的動噪聲超差現(xiàn)象,動噪聲高達(dá)50~80mV,造成了較大的經(jīng)濟(jì)損失。為此成立了攻關(guān)課題小組,對動噪聲超差的原因進(jìn)行詳細(xì)的分析、試驗和探討。對大量的電位器樣品進(jìn)行了測試、解剖和分析,發(fā)現(xiàn)對于線性特性電位器。在目前的電子燃油噴射發(fā)動機上,電子油門除了發(fā)揮上述功能外,它還可以進(jìn)一步改善發(fā)動機的節(jié)油和排放性能,因為它控制著發(fā)動機動力調(diào)節(jié)的大門。動噪聲超差點出現(xiàn)在J部與H部得搭接處(如圖1所示),對于指數(shù)或?qū)?shù)曲線電位器動噪聲超差點出現(xiàn)在M部與H部的搭接(如圖2所示)。我們對搭接處坡高進(jìn)行了測量,發(fā)現(xiàn)噪聲大的碳膜片相對較高且較陡,而噪聲低的碳膜片坡高相對較低且腳平緩。對這一現(xiàn)象的分析認(rèn)為正是由于搭接處形成一階梯狀的結(jié)構(gòu),使電刷早滑動到搭接處是時產(chǎn)生了所謂的“跳躍效應(yīng)”,引起電刷與膜片的電氣接觸時間中斷,從而引起動噪聲超差。那么因素,在漿料及碳膜片制造工藝過程中,為了找出主要因素,進(jìn)行了試驗。
二、試驗過程中及數(shù)據(jù)
1、 漿料制造過程中,樹脂對動噪聲的影響
選用兩批樹脂進(jìn)行了對比試驗(這兩批樹脂是同一間廠家的同一品種但不同批量樹脂),其中一批樹脂粘度較高。第三根線連至傳感器的可動觸點,提供信號輸出至電腦,電阻材料上每點的電壓,由可動觸點探測,并與節(jié)氣門角度成正比。把這兩批樹脂各按標(biāo)準(zhǔn)配方與其它原材料配合按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)出來漿料,分別在絲網(wǎng)印刷機上印刷一品種同一阻值的碳膜片。各裝配成一批電位器,各隨機抽樣20只,并對其動噪聲進(jìn)行測量,數(shù)據(jù)對比比如表1.
從表1的試驗數(shù)據(jù)中可明顯看出,在同樣的生產(chǎn)條件下,由粘度較高的樹脂制備的漿料所生產(chǎn)的碳膜片裝配而成的電位器動噪聲遠(yuǎn)大于粘度適中樹脂所生產(chǎn)的碳膜片裝配而成的電位器動噪聲。由此所見,樹脂基質(zhì)量是影響電位器動噪聲的一個主要因素。
2、 漿料配方中客額量對動噪聲的影響
在漿料的輥軋過程中,配方中的溶劑是影響輥軋時間,進(jìn)而影響棍軋漿料的質(zhì)量的一個因素。從表1的試驗數(shù)據(jù)中可明顯看出,在同樣的生產(chǎn)條件下,由粘度較高的樹脂制備的漿料所生產(chǎn)的碳膜片裝配而成的電位器動噪聲遠(yuǎn)大于粘度適中樹脂所生產(chǎn)的碳膜片裝配而成的電位器動噪聲。這是因為在叫漿料輥軋過程中,輥軋時間與溶劑量廠正比,如果溶劑量過少,那么輥軋時時間就會較短,從而漿料輥軋不充分,使?jié){料質(zhì)量變差。未了進(jìn)行對比,我們做了如下試驗,配制兩種同類漿料,一種按標(biāo)準(zhǔn)溶劑量進(jìn)行配合,另一種溶劑量減半,
電位器 特性參數(shù)
符合度
符合度又叫符合性,它是指電位器的實際輸出函數(shù)特性和所要求的理論函數(shù)特性之間的符合程度。它用實際特性和理論特性之間的偏差對外加總電壓的百分?jǐn)?shù)表示,可以代表電位器的精度。
分辨力
分辨力決定于電位器的理論精度。對于線繞電位器和線性電位器來說,分辨力是用動觸點在繞組上每移動一匝所引起的電阻變化量與總電阻的百分比表示。那么因素,在漿料及碳膜片制造工藝過程中,為了找出主要因素,進(jìn)行了試驗。對于具有函數(shù)特性的電位器來說,由于繞組上每一匝的電阻不同,故分辨力是個變量。此時,電位器的分辨力一般是指函數(shù)特性曲線上斜率一段的平均分辨力。
滑動噪聲
滑動噪聲是電位器特有的噪聲。在改變電阻值時,由于電位器電阻分配不當(dāng)、轉(zhuǎn)動系統(tǒng)配合不當(dāng)以及電位器存在接觸電阻等原因,會使動觸點在電阻體表面移動時,輸出端除有有用信號外,還伴有隨著信號起伏不定的噪聲。
對于線繞電位器來說,除了上述的動觸點與繞組之目的接觸噪聲外,還有分辨力噪聲和短接噪聲。該產(chǎn)品采用絲網(wǎng)印刷、高溫?zé)Y(jié)、激光調(diào)阻等先進(jìn)的工藝加工而成★耐磨指數(shù)。分辨力噪聲是由電阻變化的階梯性所引起的,而短接噪聲則是當(dāng)動觸點在繞組上移動而短接相鄰線匝時產(chǎn)生的,它與流過繞組的電流、線匝的電阻以及動觸點與繞組間的接觸電阻成正比。
電位器的機械壽命
電位器的機械壽命也稱磨損壽命,常用機械耐久性表示。機械耐久性是指電位器在規(guī)定的試驗條件下,動觸點可靠運動的總次數(shù),常用 "周"表示。機械壽命與電位器的種類、結(jié)構(gòu)、材料及制作工藝有關(guān),差異相當(dāng)大。
除了上述的特性參數(shù)外,電位器還有額定功率、阻值允許偏差、工作電壓、額定工作電壓、絕緣電壓、溫度參數(shù)、噪聲電動勢及高頻特性等參數(shù),這些參數(shù)的意義與電阻器相應(yīng)特性參數(shù)的意義相同。
合成碳膜電位器:具有阻值范圍寬、分辨力較好、工藝簡單、價格低廉等特點,但動噪聲大、耐潮性差。這類電位器宜作函數(shù)式電位器,在消費類電子產(chǎn)品中大量應(yīng)用。采用印刷工藝可使碳膜片的生產(chǎn)實現(xiàn)自動化。
有機實芯電位器:阻值范圍較寬、分辨力高、耐熱性好、過載能力強、耐磨性較好、可靠性較高,但耐潮熱性和動噪聲較差。這類電位器一般是制成小型半固定形式,在電路中作微調(diào)用。
金屬玻璃釉電位器
它既具有有機實芯電位器的優(yōu)點,又具有較小的電阻溫度系數(shù)(與線繞電位器相近),但動態(tài)接觸電阻大、等效噪聲電阻大,因此多用于半固定的阻值調(diào)節(jié)。這類電位器發(fā)展很快,耐溫、耐濕、耐負(fù)荷沖擊的能力已得到改善,可在較苛刻的環(huán)境條件下可靠地工作。
導(dǎo)電塑料電位器:阻值范圍寬、線性精度高、分辨力強,而且耐磨壽命特別長。雖然它的溫度系數(shù)和接觸電阻較大,但仍能用于自動控制儀表中的模擬和伺服系統(tǒng)。