РЕЗИСТОР ПЕРЕМЕННЫЙ, РЕАЛИЗУЮЩИЙ ФУНКЦИИ ПОТЕНЦИОМЕТРИЧЕСКОГО ДАТЧИКА Российский патент 1997 года по МПК H01C10/32 

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано в резисторостроении и автомобильной промышленности,
Техническим результатом изобретения является создание потенциометрического датчика на базе переменного резистора с круговым перемещением подвижной системы повышения износоустойчивости и надежности, технологичного в сборке.

Прямого аналога нет.

Известен переменный резистор [1] с линейным перемещением подвижной системы, который содержит мембранный блок резистивного элемента, состоящий из двух гибких подложек с прокладкой между ними. Резистивный и токосъемный элемент сформированы встречно на внутренних поверхностях подложек, а прокладка содержит отверстие под рабочую зону, согласованное с элементами. Мембранный блок резистивного элемента закреплен в корпусе, в котором перемещается подвижная система. Подвижная система содержит подпружиненное нажимное устройство, которое скользит по тыльной поверхности гибкой подложки, осуществляя точечный контакт между резистивными и токосъемными элементами через отверстие под рабочую зону в прокладке, с передачей энергии через токосъемный элемент.

Недостатком известного устройства является усложненность конструкции из-за наличия ориентировочных, прижимных и крепежных элементов для закрепления мембранного блока резистивного элемента в корпусе, низкая виброустойчивость и низкая технологичность сборки, что приводит к снижению надежности.

В качестве прототипа может быть использован переменный резистор с круговым перемещением подвижной системы [2] в котором резистивный элемент, включающий гибкую подложку из органической смолы со сформированными на ее поверхности резистивным, токопроводящим и коммутационными элементами и с металлическими выводами, опрессован корпусам из органической смолы в единый блок так, что концы выводов выступают за пределы корпуса, а сама гибкая подложка из органической смолы спекается в корпусом. Подвижная система содержит подпружиненный ползунок с контактными точками, которые скользят по резистивному и токопроводящему элементу при ее повороте.

Недостатком известного прототипа является низкая износоустойчивость, обусловленная трением контактных точек по резистивному и токопроводящему элементам.

Другим недостатком известного прототипа является деформация гибкой подложки из органической смолы при ее опрессовке и невозможность ее использования в качестве мембраны, а также недостаточная защищенность выводов от воздействия климатических факторов при индивидуальном применении.

Достижение технического результата обеспечивается следующим образом.

В переменный резистор с круговым перемещением подвижной системы, содержащий опрессованный корпусом из органической смолы в единый блок резистивный элемент, включающий гибкую подложку из органической смолы, резистивный, токопроводящий и коммутационные элементы и металлические выводы, и подвижную систему, введены дополнительная подложка, установленная под гибкой подложкой из органической смолы, дополнительная прокладка, расположенная между подложками, содержащая отверстие под рабочую зону и открытый на контур паз под коммутационную зону, и дополнительный токосъемный элемент, сформированный на внутренней поверхности гибкой подложки встречно резистивному и токопроводящему элементам, которые размещены на дополнительной подложке, согласованно с ними через отверстие и паз в прокладке. Это дополнительный резистивный элемент опрессован корпусом из органической смолы с реализацией мембранного блока резистивного элемента, в котором осуществлен постоянно замкнутый контакт между токосъемными и токопроводящими элементами через открытый на контур паз прокладки. Металлические выводы образуют с корпусом закрытую вилку штепсельного разъема, а корпус содержит ориентирующее отверстие, согласованное с начальным сопротивлением по углу.

На фиг. 1 показан резистор переменный, реализующий функции потенциометрического датчика; на фиг. 2 опрессованный корпусом из органической смолы мембранный блок резистивного элемента; на фиг. 3 нижняя подложка с токопроводящим, резистивным и коммутационным элементами и металлическими выводами; на фиг.4 прокладка; на фиг. 5. гибкая подложка с токосъемным элементом, вид снизу; на фиг. 6 подвижная система.

Резистор переменный, реализующий функции потенциометрического датчика, состоит из опрессованного корпусом из органической смолы 1 блока резистивного элемента 2, подвижной системы 3 и крышки 4.

Блок резистивного элемента 2 состоим из нижней подложки 5, гибкой подложки из органической смолы 6 и размещенной между ними прокладки 7. На нижней подложке сформированы резистивный элемент 8, расположенный по дуге окружности, контактирующий с ним коммутационный элемент 9, токопроводящий элемент 10 и контактирующий с ним коммутационный элемент 11. На ней же через коммутационные элементы 9 и 11 закреплены металлические выводы 12 и 13. Прокладка 7 содержит отверстие под рабочую зону 14 и открытый на контур прокладки паз 15 под коммутационную зону. На гибкой подложке из органической смолы 6 сформирован токосъемный элемент 16 встречно резистивному 8 и токопроводящему 10 элементам нижней подложки, согласованно с ними через отверстие 14 и паз 15 прокладки 7. Для согласования двух подложек и прокладки при сборке в каждой из них пробито ориентирующее отверстие 17, которое является базовым для всех угловых размеров, в том числе для начального сопротивления.

Корпус 1 из органической смолы опрессовывает блок резистивного элемента 2 с образованием центрального отверстия 16 и цилиндрической зоны 19 под установку подвижной системы 3. При этом гибкая подложка 6 опрессовывается корпусом по контуру с жестким прижимом к прокладке 7 и нижней подложке 5. Так реализуется мембранный блок резистивного элемента. Кроме того, в процессе опрессовки материал корпуса под давлением прижимает гибкую подложку 6 через открытый на контур паз 15 в прокладке 7 к нижней подложке 5, при этом токосъемный 16 и токопроводящий 10 элементы подложек контактируют друг с другом, реализуя постоянно замкнутый контакт. Концы металлических выводов 12 и 13 в местах их закрепления на подложке опрессованы корпусом в неразъемное соединение, а выступающие концы выводов образуют с корпусом закрытую вилку штепсельного разъема 20.

Корпус выполнен с ориентирующим отверстием 21, согласованным с ориентирующим отверстием 17 блока резистивного элемента 2.

Подвижная система 3 состоит из траверсы 22, на которой закреплена пружина 23 с диаметрально расположенными нажимными точками 24 и 25. Пружина закреплена на фланце 26 траверсы 22, например, оплавлением двух штырьков 27 траверсы. Траверса выполнена с двумя поводковыми выступами 28, согласованными с нажимными точками 24 и 25 по углу.

Подвижная система 3 устанавливается в центральное отверстие 18 корпуса 1 с возможностью вращения в цилиндрической зане 19 и прижимается крышкой 4 по фланцу 26 траверсы 22. При этом поводковые выступы 28 выступают над крышкой 4, а нажимные точки 24 и 25 прижимаются к кладкой поверхности гибкой подложки 6 мембранного блока резистивного элемента в точках, расположенных на той же окружности, что и резистивный элемент 8. Крышка 4 закреплена на корпусе, например, оплавлением по контуру.

Резистор переменный, реализующий функции потенциометрического датчика, работает следующим образом. При повороте подвижной системы за поводковые выступы траверсы нажимные точки пружины скользят по гладкой поверхности гибкой подложки из органической смолы, оказывая значительное давление на гибкую подложку. Когда рабочая нажимная точка оказывается над отверстием в прокладке, она продавливает гибкую подложке сквозь него до достижения точечного контакта токосъемного элемента гибкой подложки с резистивным элементом нижней подложки. При подключенном резисторе происходит передача электроэнергии с первого металлического вывода через коммутационный и резистивный элементы и точечный контакт на токосъемный элемент, а с него через постоянно замкнутый контакт на токопроводящий элемент на второй вывод.

Вторая нажимная точка служит для уравновешивания системы. При круговом вращении подвижной системы за один полный оборот происходит два рабочих цикла работы резистора-датчика.

При повороте подвижной системы точечный контакт перемещается вдоль резистивного элемента, а значит меняется и сопротивление резистора в соответствии с функциональной характеристикой резистивного элемента. Поскольку начальное сопротивление резистивного элемента согласовано через ориентирующее отверстие 17 блока резистивного элемента с ориентирующим отверстием 21 корпуса, а нажимные точки 24 или 25 согласованы с поводковыми выступами 28 подвижной системы, то определенному углу поворота подвижной системы соответствует определенное значение сопротивления и наоборот. Таким образом реализуются функции потенциометрического датчика.

Резистор переменный, реализующий функции потенциометрического датчика, использован впервые в системе управления заслонкой отопителя автомобиля ВАЗ
2110.

Использование: радиоэлектроника, в частности в резисторостроении. Сущность: резистор переменный, реализующий функции потенциометрического датчика, состоит из опрессованного корпусом из органической смолы резистивного элемента с металлическими выводами и поворотной подвижной системы с подпружиненными нажимными точками, запертой в корпусе крышкой. Резистивный элемент содержит верхнюю гибкую подложку из органической смолы, установленную под ней встречно резистивную подложку и размещенную между ними прокладку с освобождениями под рабочую и коммутационную зоны. Корпус опрессовывает резисторный элемент по контуру гибкой подложки в единый блок с реализацией функции мембранного блока резисторного элемента. При этом нажимные точки подвижной системы скользят по гладкой поверхности гибкой подложки, что обеспечивает повышенную износоустойчивость резистора. Корпус образует с металлическими выводами закрытую вилку штепсельного разъема. Кроме того, корпус снабжен ориентирующим отверстием, согласованным с начальным сопротивлением резистора. 6ил.

Резистор переменный, реализующий функции потенциометрического датчика, содержащий опрессованную корпусом из органической смолы гибкую подложку из органической смолы, резистивный, токопроводящий и коммутационные элементы с металлическими выводами и подвижную систему, отличающийся тем, что он содержит дополнительную подложку, установленную под гибкой подложкой из органической смолы, дополнительную прокладку, размещенную между подложками и содержащую отверстие под рабочую зону и паз под коммутационную зону, выполненный открытым на внешний контур прокладки, и дополнительный токосъемный элемент, выполненный на гибкой подложке встречно резистивному и токопроводящему элементам, которые расположены на дополнительной подложке с возможностью взаимодействия с ними через отверстие и паз прокладки, при этом обе подложки и прокладка опрессованы корпусом из органической смолы с реализацией мембранного блока резистивного элемента, в котором осуществлен постоянно замкнутый контакт между токосъемным и токопроводящим элементами посредством паза прокладки, а металлические выводы образуют с корпусом закрытую вилку штепсельного разъема, кроме того, корпус содержит ориентирующее отверстие, согласованное с начальным сопротивлением резистора по углу поворота.