一种单圈精密导电塑料电位器的研制

一种单圈精密导电塑料电位器的研制

孙谊王林何刚刘涛

陕西宏星电器有限责任公司陕西西安710065

1、概述

本文介绍的精密导电塑料电位器是应某公司的要求专门设计开发的，用于某控制系统。该电位器是一种精密导电塑料电位器，它具有一般精密导电塑料电位器的全部优点，线性度高、旋转寿命长、平滑性好、分辨力高、动噪声小、可靠性高等优点。

2、研制过程

2.1、产品主要技术指标

⑴总阻值：10kΩ；

⑵总阻值公差：±10%；

⑶独立线性公差：±0.5；

⑷有效电行程：330°±5°；

⑸输出平滑性：不大于1；

⑹额定功率：+70℃1W；

+125℃0W。

⑺电阻温度系数：不大于±400ppm/℃;

⑻绝缘电阻：不大于1000MΩ(500VDC)；

⑼介质耐压：500VAC,1min；

⑽启动力矩：不大于1mN.m；

⑾旋转负荷寿命：4×106圈（400r/min,每隔15min反转）

总阻值变化不大于50%（对标称值）；

独立线性度变化不大于50%（对标称值）；

⑿工作温度范围：-55℃~+125℃；

⒀电位器的工作电压：±11.5V；

⒁产品外形尺寸要求：见图1.

2.2、产品外形图

图1电位器外形图

2.3、产品结构分析

根据用户提供的技术协议书，我们对产品结构进行了分析认为：

⑴、用户未提供用品，但可以根据用户提供的技术协议书中用户要求的外形图自行完成产品结构的设计。

⑵、根据用户技术协议书上对外形尺寸及结构设计要求，确定了该产品结构及产品装配图，产品的内部结构主要由底座、轴承、轴、导电轨基体、垫片、卡圈、支架、铆钉（两种）、电刷、簧片、集流环、引出线、轴套、销钉、外壳共16种零件构成。

2.4产品结构设计

根据用户提供的技术协议中的外形图我们对产品的结构进行了构思和评审，最终确定了电位器的产品结构，，该产品由底座、轴承、轴、导电轨基体、垫片、卡圈、支架、铆钉（两种）、电刷、簧片、集流环、引出线、轴套、销钉、外壳共16种零件构成。导电元件则由带导电轨基体和铆钉经铆接工艺完成，再在每个铆钉上各焊接AF-A软引线而制成，分别用红、黄、蓝加以区分；导电轨是将银浆和导电塑料电阻浆料印刷在基体上，经过高温固化制成。

该电位器的输出与轴的旋转角度成线性关系，能够实现从机械运动到电子信号的转换。工作原理：旋转转轴，带动支架转动，从而带动铆接在支架上的多指刷及簧片组件做圆周运动，实现多指刷在导电轨上的滑动，通过三根软引线便可获得相应的电压或电阻输出。

2.5关键技术攻关

在电位器研制过程中，在装配和测试时发现有以下技术难点：

传统的基体修刻工艺靠机械磨削的方式进行修刻，修刻精度较低，且耗时较长，效率无法再提高，难以适应大批量产品的生产要求以及高精度的要求。

线性度修刻工艺技术提升，对于精密导电塑料电位器，印刷或压制出的导电基体初始线性只有1%~2%，比这要求高的线性精度要通过线性修刻来达到。线性度修刻的原理是根据电桥平衡原理逐点转换精密电阻桥臂，同时住电休克固定在测量转盘上的电阻体，改变电阻体的宽度，使个点的阻值增大到所需的数值。

之前我公司线性度的修刻均使用机械磨削式自动修刻完成，为了提高修刻精度，和修刻效率，提升精密导电塑料电位器的生产水平，2016年我公司对该工序进行了技术改造，找到了这家激光设备生产厂家，双方经过多次技术沟通和协商，确定了自动激光修刻机的技术协议，按照该技术协议制造了一台自动激光修刻机，这台设备很快技工完成并投入使用，该设备使用激光刻线，，激光刻线的精度和效率较高，自从有了这台自动激光修刻机，大大提高了公司有关导塑电位器产品的精度和合格率，也受到了操作工的欢迎，提升了公司的效率和员工的工作积极性。

3、结论

该产品的结构采用了同类产品的成熟结构，且在同类产品的基础上进行了改进，提升了装配工艺，且强化了导塑类产品的性能，扩展了我公司导塑类产品的种类，提高了公司产品的经济效益。