Двухобмоточный линейный потенциометр

Двухобмоточный линейный потенциометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

у с. др к-мчал цЛЮ,:,,;- ..ХИЧ-ХЬ."АЧ нбп етс М пи 49200!

СПИ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Йоюэ Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.07.73 (21) 1938228/24-7 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.11.75. Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 08.07.76 (5!) М. Кл, Н 01с 5/02

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.316.842 (088,8) (72) Автор изобретения

Л. С. Гринберг

Научно-производственное объединение «Агроприбор» (71) Заявитель (54) ДВУХОБМОТОЧНЫЙ ЛИНЕЙНЫЙ HOTEHllHOMETP

Изобретение относится к элементам аналоговой техники, применяемым для генерирования нелинейных функций, и может быть использовано в электрических счетно-решающих устройствах, схемах электроавтоматики и информационно-измерительных устройствах.

Известны двухобмоточные линейные потенциометры, намотанные на одном каркасе двумя параллельными обмотками, одна из которых служит основным сопротивлением, а другая — дополнительным сопротивлением. Ширина ползуна выбрана такой, чтобы надежно замыкались соседние витки, принадлежащие различным обмоткам. Основное сопротивление подключают к источнику питания и используют в качестве делителя напряжения, а дополнительную обмотку используют в качестве реостата, создающего переменную нагрузку на делитель напряжения. Диаметры проволок сопротивления для основной и нагрузочной обмоток одинаковы, а соотношение удельных сопротивлений выбирают таким, чтобы деформация выходного напряжения обеспечивала получение заданной нелинейной зависимости. Однако известные потенциометры имеют пониженную разрешающую способность, так как на каркасе кроме основной обмотки размещается нагрузочная, которая уменьшает число витков основной обмотки в два раза. Поэтому при необходимости обеспечения нормальной разрешающей способности приходится увеличивать рабочую длину пластины под намотку, что приводит к значительному увеличению габаритов двухобмоточHbIx потенциометров и повышает их стоимость.

Для повышения разрешающей способности в предлагаемом потенциометре основная обмотка намотана проводом, диаметр которого в четыре раза больше диаметра провода дополнительной нагрузочной обмотки, уложенной во впадинах витков основной обмотки, намотанной на каркас виток к витку.

Указанное соотношение диаметров проводов основной и нагрузочной обмоток обеспечивает получение гладкой контактной дорожки и надежное контактирование щетки.

На фиг. 1 — 4 показан описываемый потенциометр.

Источник электропитания напряжением U подключен к клеммам 1 — 3. Основная обмотка

4 соединена с клеммами 1 и 2, а дополнительная нагрузочная обмотка 5 — с клеммами

3 и 6. Выходное напряжение U,, пропорциональное генерирус»oi функции, снимается с клеммы 7, соединенной с источником питания, и с клеммы 8, соединенной с ползу. ком 9.

Ползунок имеет такую ширину, при которой обеспечивается надежное замыкание соседних

30 витков обмотки.

492001

Для генерирования заданной нелинейной функции необходимо соответственно подобрать материалы проводников 4 и 5 по удельному сопротивлению.

Выходное напряжение двухобмоточного потенциометра при использовании прямоугольного каркаса и линейных обмоток имеет вид / Х

U (1)

1 -+- К(1 — х) (6) (7) (9) 30 где

dî н

r,= иrД

2 2

rp+ у = (го + гн), g = ro — ra (2) (3) Двухобмоточный линейный потенциометр, 55 содержащий основную обмотку, выполняющую функции делителя напряжения, и дополнительную, используемую в качестве переменной нагрузки на основную, отличающийс я тем, что, с целью повышения разрешающей

60 способности потенциометра, основная обмотка намотана на каркасе виток к витку проводом, диаметр которого в четыре раза больше диаметра провода указанной нагрузочной обмотки, причем последняя уложена во впадинах

65 витков основной обмотки.

К=К К, где

Ко — „Ks ——

Pî

Рн о где U — напряжение источника питания; х — относительная координата ползунка;

К вЂ” коэффициент нагрузки.

Рассмотрим условия, при которых нагрузочная обмотка может быть размещена между соседними витками основной обмотки.

На фиг. 2 показано размещение основной 4 и нагрузочной 5 обмоток с изоляцией 10 на каркасе 11. Диаметр основной обмотки с изоляцией — с4, а нагрузочной — d„. Если пренебречь отклонениями от номинала диаметра провода и толщины изоляции, то можно принять, что прямая 00, будет общей касательной ко всем виткам основной обмотки и расположена на расстоянии do от каркаса 11.

Нагрузочная обмотка должна быть вписана в криволинейный треугольник АВС.

Таким образом, натрузочная обмотка должна одновременно касаться соседних витков основной обмотки и линии 00.

На фиг. 3

Подставляя у из выражения (3) в выражение (2) и решая выражение (2) относительно

r„„, получают

r„=- — или d„= — . (4)

4 4

Таким образом, диаметр провода нагрузочной обмотки должен быть в четыре раза меньше диаметра провода основной обмотки.

После зачистки контактной дорожки обмотка имеет вид, показанный на фиг. 4.

Так как основная и нагрузочная обмотки с погрешностью, не превосходящей 1 — 1,5 /о, имеют одинаковую длину, то деформация выходного напряжения определяется заданным соотношением диаметров проводов и соотношением удельных сопротивлений материалов, используемых для основной и нагрузочной обмоток.

Коэффициент нагрузки определяют по формуле р, и рн — удельные сопротивления проволоки основной и нагрузочной обмоток, соответственно;

S, и S„„— площади поперечного сечения про5 волоки сопротивления основной и нагрузочной обмоток, соответственно.

В общем случае толщины изоляции проводов, используемых для основной и нагрузоч ной обмоток, несколько отличаются. Если обозначить через Л„и Л, толщину изоляции основной и нагрузочной обмоток, соответственно, то о 8 н

Ks =Ks мин 16 d о — 2Ло

Если использовать основную обмотку вместо нагрузочной, то

Кз =Кз -=16 (1о — 8Лн

Таким образом, коэффициент К, изменяет25

Ks„„ (Ks (Ks,„,.

Известно, что К, изменяется в пределах

К, „„(K, (К, К,„н„=0,23, а К, „=-4,2.

Следовательно, коэффициент нагрузки изменяется в пределах

М, „„. К,„„н (К (К.„„,.К,„„, (1О) или приближенно 0,014 (К (67. (11)

Из выражения (11) видно, что предложенный потенциометр обладает большими возможностями.

Обмотки, выполненные из провода, диаметр

45 которого в четыре раза меньше диаметра провода основных ветвей, могут применяться в любых многообмоточных и однообмоточных потенциометрах для корректирования генерируемых функций.

Формула изобретения

492D01 иг.1

5 70

Фиг. 3

Корректор H. Аук

Редактор А. Пейсоченко

Заказ 1371/1 Изд. № 1347 Тираж 833 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий!

13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Н. Нестеренко

Техред Е. Митрофанова г б