низкоомный прецизионный подстроечный резистор

Формула изобретения

НИЗКООМНЫЙ ПРЕЦИЗИОННЫЙ ПОДСТРОЕЧНЫЙ РЕЗИСТОР, содержащий спиралевидный проволочный резистивный элемент, размещенный в полости изоляционного корпуса с токоотводами на его концах, отличающийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности и плавности регулировки, токоотводы выполнены в виде трубчатых контактов с размещенными в них металлическими стержнями, прижатыми к внутренним поверхностям контактов упругими элементами, при этом резистивный элемент выполнен из металлической проволоки, конечные части которой зажаты в трубчатых контактах, причем одна из конечных частей зафиксирована припоем в одном из трубчатых контактов, а другая размещена и зажата между металлическим стержнем и внутренней поверхностью другого трубчатого контакта с возможностью растяжения резистивного элемента.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к радио- и измерительной технике и может быть использовано наряду с применяемыми элементами в различных радиосхемах, особенно в измерительных.

Известен широкий класс переменных резисторов, которые в зависимости от назначения различаются конструктивными особенностями.

Известен прецизионный проволочный резистор (прототип), широко применяемый в радиотехнике.

Такой резистор представляет собой классическую форму проволочного ползункового реостата: на изоляторе рядовой намоткой укладывается проволочная спираль, концы которой закрепляются на выводах. По поверхности спирали может передвигаться ползун с контактной пластинчатой пружиной, которая также имеет свой (третий) вывод. Передвижение контакта осуществляется при помощи резьбовой пары, состоящей из резьбовой муфты, закрепленной или представляющей одно целое с контактной пружиной, и приводного винта, вращающегося в двух подшипниках скольжения. Для вращения винта на одном его конце имеется шлиц прорезь для лезвия отвертки, посредством которой вращают винт в ту или другую сторону.

Низкоомные прецизионные проволочные переменные резисторы применяются в схемах, где необходима точная подстройка радиотехнической схемы. Они выпускаются промышленностью различных номиналов от десятков до сотен Ом. Однако переменные резисторы на единицы и тем более на доли Ома автору не известны. Тем не менее в измерительной технике, например в мостовых измерительных схемах, нередко встречается необходимость подстройки линии на доли Ома.

Однако эта конструкция со спиральной намоткой резистивной проволоки на изоляторе имеет существенный недостаток она не обеспечивает плавного изменения сопротивления. Как ни мало может быть сопротивление одного витка спирали, при передвижении контакта по спирали сопротивление изменяется скачкообразно. В точных измерительных схемах это бывает недопустимо. Пока эта проблема решена полукустарным способом: в измерительной линии (например, в самопишущих потенциометрах типа КСП) впаивают отрезок высокоомной проволоки, не изменяющей своего сопротивления от температуры (например, манганин). Изменяя длину отрезка проволоки между ламелями, подгоняют сопротивление цепи и фиксируют положение с помощью припоя. Во избежание контактной разности потенциалов для пайки применяют специальный припой.

Другой способ плавного изменения сопротивления основан на применении классической конструкции струнного реохорда, описание которого имеется во всех учебниках по физике и электротехнике, поэтому здесь опускается. Следует только указать, что конструкция струнного реохорда имеет, как правило, большие размеры и поэтому не может применяться как радиотехнический элемент.

Цель изобретения создать малогабаритный низкоомный прецизионный переменный резистор с плавным изменением сопротивления.

Цель достигается изменением длины высокоомной оголенной проволоки с весьма малым температурным коэффициентом (например, манганин), помещенной в защитный и несущий футляр трубочку из электроизоляционного материала, на одном конце которой закрепляется электроизоляционная втулка с контактом, к которому проволока крепится неподвижно, а в другой аналогичной втулке установлен контакт, в котором высокоомная проволока может перемещаться с трением.

На фиг. 1 показан малогабаритный низкоомный прецизионный переменный резистор, общий вид; на фиг. 2 втулка с встроенным трубчатым контактом; на фиг. 3 геометрические параметры трубчатого контакта.

В трубке 1 из электроизоляционного материала (например, полистирола или стекла) на трении вставлены две втулки пробки 2, также из электроизоляционного материала (например, текстолита, гетинакса, оргстекла и др.), в каждой из которых закреплен трубчатый посеребренный контакт 3а (3б), аналогичный по конструкции трубчатым контактам шаровых разъемов. В трубчатые контакты вставлены посеребренные стерженьки 4, служащие для надежного прижатия к внутренним стенкам контактов 3а и 3б манганиновой оголенной проволоки 5, которая навита с шагом в виде растянутой спирали (пружины). Один конец манганиновой спирали пропущен в трубчатый контакт 3а, зажат стерженьком 4 и припаян снаружи к месту припайки внешних проводов. Второй конец спирали пропущен внутрь трубчатого контакта 3б, также зажат другим стерженьком 4, но к выводному контакту не припаивается и поэтому может с трением перемещаться внутри трубчатого контакта 3б, вытягивая за выступающий из контакта 3б конец манганиновой проволоки можно плавно уменьшить сопротивление резистора.

Следует указать, что методика подстройки сопротивления измерительной цепи, как правило, производится при уменьшении сопротивления резистора от какого-то начального завышенного значения сопротивления. Однако, если необходимая величина сопротивления резистора по какой-либо причине оказалась ниже требуемого, операцию подстройки следует повторить. Для этого из трубки 1 вынимают пробку 3б, вытягивают пинцетом обратно часть манганиновой проволоки, вставляют пробку 3б обратно в трубку 1 и операцию подстройки проводят повторно.

Технологические рекомендации.

Чтобы исключить межвитковые соединения спирали из высокоомной оголенной проволоки спираль растягивают так, чтобы расстояние между витками было достаточно большим порядка 2-3 мм.

Чтобы исключить поперечные колебания спирали внутри защитной трубки, отрицательно влияющие на прочность мест закрепления спирали, зазор между спиралью и внутренней стенкой защитной трубки должен быть минимальным.

Уменьшение переходного контактного сопротивления осуществляется использованием благородных металлов для покрытия движущихся частей контактов.

Для увеличения долговечности переменного резистора после многократного перемещения проволоки в трубчатом контакте 3б (см. фиг. 1 и 2) следует вынуть контактный стержень 4 и вновь вставить его в трубчатый контакт, предварительно повернув вокруг оси на некоторый угол, чтобы контакт с проволокой проходил по новому "чистому" месту.

Поскольку прецизионный переменный резистор для максимального упрощения конструкции не имеет указателя положения, то воспроизводимость показаний контролируется по выходному сигналу (в мостовых схемах по нулевому) работающей измерительной схемы, что осуществляется с помощью предлагаемой конструкции достаточно просто.

Ниже приведенное соотношение, связывающее внутренний диаметр трубчатого контакта а (фиг. 3), наружный диаметр стержневого контакта в и диаметр поперечного сечения резистивной проволоки с обеспечивает необходимый зазор в трубчатом контакте для перемещения с натягом резистивной проволоки. Более плотное прилегание между собой взаимоперемещаемых деталей резистора а, в и с осуществляет подпружинивающий элемент трубчатого контакта (см. фиг. 2 и 3).

а-в 2К, где К зазор, причем K c/2; фактический критерий: b/a 0,85-0,9.

Главные преимущества предлагаемой конструкции низкоомного переменного резистора перед выпускаемыми промышленностью следующие.

Плавность изменения сопротивления резистора.

Малые габариты, что позволяет использовать их в обычных радиотехнических схемах.

Технологическая простота конструкции, позволяющая легко наладить серийный выпуск переменных резисторов различных номиналов.

Возможность изготовления весьма низкоомных резисторов.

Предлагаемая конструкция успешно пользовалась для коррекции дифференциальной схемы, состоящей из измерительных термометров сопротивления, что другими типами переменных резисторов осуществлять не удалось