Переменный резистор (его варианты) Советский патент 1986 года по МПК H01C10/00 

Изобретение относится к электроехнике, а также радиотехнике и при- оростроеншо, а именно к переменным езисторам, которые могут быть исользованы в различных электрических 5 схемах в качестве регулировочных Элеентов или датчиков перемещения дав- ега-тя и т.п.

Цель изобретения - повышение надежности в работе и расширение об- 10 ласти применения путем выполнения токосъемника из полимерного материала со скачкообразным переходом в электропроводное состояние от приложенного давления, что устраняет механичес- tS кий износ и упрощает конструкцию резистора.

На фиг, 1 изображен предлагаемый переменный резистор по первому вари- анту исполнения, поперечный разрез; 20 на фиг. 2 - принципиальная .схема переменного резистора, соответствуюш,ая другому исполнению; на фиг, переменный резистор по второму варианту исполнения, поперечный разрезj 25 на фиг, 4 - принципиальная схема переменного резистора, соответствующая другому исполнению резистивного элемента (из проволоки).

Переменный резистор (фиг. 1) со- дерлсит корпус I , в котором размещено основание 2 из изоляционного материала, в котором закреплен подковообразнв й резистивный -элемент 3. На

„ „ к резистивном элементе J по всей дли- не контактирования с ним (по окружности) размещен непосредственно со- прикасаюпщйся с ним упругий токосъемник 4, выполненньт из нескольких, испример десяти, участков полимерного материала одинаковой толщины, обладающего скачкообразной зависимостью электрического сопротивления от приложенного давления, например выполненный из материала, который в иена- - груженном состоянии имеет бесконечно большое сопротивление, а в сжатом состоянии - очень незначительное в пределах 0,010-0,1 Ом. Участки могут быть соединены между собой по- - средством электропроводного клея, причем подбираются с различной, например , дискретно уменьшающейся чув- ствитепьностью к прилагаемому уси40

ЛИЮ прижима, при котором они скачко образно становятся электропроводящими (это зависит от технологии их изготовления) , Например, Йервый уча-

к -

0

5

сток может иметь чувствительность, т.е. стать электропроводяш1-1м, при усилии 0,01 кгс/см, второй участок - при усилии 0,5 кгс/см, третий - при 1 кгс/см , четвертый - при 1,5 кгс/см и т.д. Для создания сжимающего усилия резистор имеет узел прижима, выполненный в виде дискообразной металлической пластины 5, связанной с резьбовой осью 6, имеющей торцовый профилированньш фланец 7, взаимодействующей С пластиной 5, передающей усилие прижи1-1а одновременно на все отрезки упругого токосъемника 4. Токовыводы 8 и 9 относятся к резистивному элементу.

Возможен вариант, когда отрезки полиме-.рного материала не склеены между собой, а также, когда пластина 5 изолирована от полимерного материала.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении токосъемник 4 находится в несжатом состоянии, при котором имеет место наибольише сопротивление резистора. Ilptj поворо-.

те .резьбовой оси 6 пластина 5 пере- мещается вниз и создает сж11маюш,ее усилие, прилагаемое к токосъемнику :4, характерной особенностью которого является то, что разные его участки при шс сжатии из-за различной -гувст-/ вительности к прилагаемому усилию постепенно скачкообразно становятся проводящими. Поэтому, при перемещении пластины 5 вниз в первую очередь приобретает проводимость первьй участок упругого токосъемника 4, вследствие чего происходит шунтирование участка резистивного элемента 3, соприкасающегося с первым участком упругого токосъемника 4, име ощего в сжатом состоянии незначительное со- проти5;ление.

При дальнейшем повороте резьбовой- ,оси 6 происходит дальнейпгее переме- щение пластины 5 вниз и сжатие упругого токосъемника 4, в результате чего возрастает усилие прижга ш и проводящими скачкообразно становятся :- последовательно один за другим второй, , , ,: . , десятый- участки упругого токосъемника 4, шунтируя через него и пластину 5 соответствующий соприкасающийся участок резнс- тивного элемента 3, При полном сжатии всех участков весь ток практически протекает через упругий токосъемник 4 или пластину 5.

При вращении оси 6 в противоположном направлении осзтцествляется обратнь й процесс деформации упругого 5 токосъемника 4, что равносилъно дис- , кратному увеличению длины активной части резистивного элемента 3, а сле- дователъно, и cTyneH4aToo6pa3HONfy увеличению его сопротивления. При 10 снятии прижимного усилия отход дискообразной пластины 5 происходит за сче-- собственной упругости токоъем- ника 4. Путем подбора соответствующего шага резьбы оси 6 резистор мо- is жет быть выполнен однооборотным, мно- гооборотньи или с неполным оборотом, т.е. иметь различную разрешающую способность.

В других модификациях исполнения 20 (фиг, 2), соответств тощих также принципиальной схеме переменного резистора по первому варианту, резистор может иметь прямолинейную форму, а резистивный элемент 3 может быть 25 проволочным резистором, намотанным на каркас (не показан), причем в качестве прижимного элемента может быть использована непосредственно давящая среда., например сжатый воздух и т.д.

В других вариантах исполнения переменный резистор может быть конструктивно объединен с переключателем, если на первом участке резистивного элемента выполнен перерывJ или резистор может иметь более компактную 5 конструкцию с расположением резистивного элемента в параллельных рядах, что может способствовать уменьшению его индуктивностиJ или же токосъемник может быть выполнен из полимерного материала с неравномерно Изменяющейся толщиной, в том чисе с участками постоянной толщины и т.д., что может способствовать созанию функциональных резисторов раз- ичного типа.

При втором варианте исполнения устройства (фиг. 3 и 4) отличие состоит в том, что упругий токосъемник 4.имеет постепенно возрастающую с одного конца толщину, а прижимной узел, выполненный в виде аксиально подвигшой оси 10 с торцовым профили- poBaH:- iiM фланцем 1 I , имеет постоянно уменьшающ тася с того же конца 55 толашну выступа, непосредственно соприкасающегося с упругим токосъемником 4. Для возврата подвижной оси

30

40

5 10 is

20 25

5

5

0

0

10 в исходное положение служит возвратная пружина 12, размещенная между электропроводящим фланцем 7 и дополнительным центральным токовыво- дом 13.

Работа резистора по второму ари- анту исполнения отличается тем, что упругий токосъемник 4, выполненный с постепенно возрастающей толщиной полимерного материала, имеет постепенно уменьшающуюся чувствительность, т.е. каждый последующий участок упругого токосъемника 4 постепенно . скачкообразно приобретает электропроводимость при приложении большего усилия прижима, так как чувствительность такого материала прямо пропор- ционгальна его толщине. Поэтому при возрастании усилия прижима происходит постепенное шунтирование упругим токосъемником 4 и постепенное увеличение сигнала, снимаемого с токовывода 9. При снятии нагрузки токосъемник 4, благодаря своей упругости и действию 12,возвращается в исходное недеформированное положение, и резистор приобретает максимальную величину сопротив- ления.

Формула и 3 о б р е т е н и я

. Переменный резистор, содержащий резнстивный элемент с расположенным на нем упругим токосъемником с узлог прижима его к резистивному элементу и соедииен 1м с токовыво- дом, о т л и ч а ю щ и и с я тем,. что, с целью повышения надежности в работе и расширения области применения, упругий токосъемник выполнен в виде слоя полимерного материала со скачкообразным переходом в электропроводное состояние от приложенного давления, размещенного с возможностью взаимодействия с резистивным элементом и выполггенного из участков полимерного материала с разлггч- ной зависимостью электропроводности от давления, а узел прижима выполнен в вир,е пластины, расположенной с возможностью одновременного вза- ш-юдействия со всей поверхностью слоя полимерного материала.

2. Резистор по п. 1, о т л и - ч а ю щ и и с я тем, что участки полимерного материала скреплены электропроводным клеем.

3. Переменный резистор, содержа- ,щий резистивный элемент с расположенным на нем упругим токосъемником с узлом прижима его к резистивнбму элементу и соединенным с токовыво- дом, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе и расширения области применв

2:332196

ния, упругий токосъемник выполнен в виде слоя полимерного материала клинообразной формы со скачкообразным переходом в электропроводное состоя- 5 ние от пряпоженного давления, размещенного с возможностью одновременного взаимодействия со всей поверхностью слоя полимерного материала.

Фиг. 2

JZ

Г

.5

JZ

Фмг,У/

Составитель Ю.Волков Редактор О.Бугир Техред И.Гайдош Корректор М.Максимишинец,

Заказ 2777/54 Тираж 643Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к электро- и радиотехнике. Цель изобретения - повьшение надежности работы и расширение области применения переменных резисторов. Работа резистора основана на том, что при наличии сжимающего усилия различные участки токосъемника постепенно скачкообразно становятся проводящими. Усилие прилагается поворотом резьбовой оси 6 и перемещением пластйЕш 5 вниз. Токосъемник 4 может быть выполнен либо в виде нескольк гх участков полимерного материала одинаковой толщины, обладающего скачкообразной зависимостью электрического сопротивления от приложенного давления, либо иметь постепенно возрастающую с одного конца толщину. Прижимной узел в этом случае выпол ен в виде аксиально подвижной оси с торцовым профилированным фланцем, имеющим постоянно уменьшающуюся с того же конца толщину высту- па, взаимодействующего с токосъемником 4. Предложенные варианты выполнения токосъемника устраняют механический износ их и упрощают конструкцию резистора. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил. се ю СлЭ 00 ю со