Функциональный потенциометр Советский патент 1988 года по МПК H01C10/24 

Изобретение относится к автоматическому управлению и может быть использовано в системах программного и следящего регулирования, в вычис- лительных устройствах, используемых в авиации и на морском флоте.

Цель изобретения расширение области применения потенциометра г путем повышения точности его работы, возможности получения одной и той же функции изменения напряжения в пределах одного оборота независимо от их числа, температурная ко пенсация функциональной зависимости, что поз- воляет упростить аппаратурную реали- за1щю имеющихся многофункциональных преобразователей, содержащих потенциометры, и тем самым снизить их стоимость на 40-50%„

В области вычислительной техники применение потенциометра позволит упростить моделирование некоторых тепловых процессов и повысить точность обработки .информации, что и определяет технико-экономическую эффективность от использования изобретения.

На фиг,1 представлена конструктивная схема потенщометра; на фиг.2 - схема одного из подпружинивающих узлов; на фиг.З - разрез А-А на фиг о 2; на фиг„4 - графики, показывающие изменение воспроизводимой на выходе потенциометра функ- ции при разных установившихся зна- чениях температуры окружающей среды на фиг о 5 - график периодически пов- торякЕцейся на выходе потенциометра функции при постоянной температуре окружающей среды; на фиг,6 - график изменения функции на выходе потенциометра при непрернвном изменении температуры окружакнцей среды; на фиг, 7 - график изменения функцио- нальной зависимости на выходе потенциометра при одной и той же температуре окружающей среды, но при разных настройках степени сжатия пружин отдельных подпружинивающих узлов.

Потенциометр содержит металло- пленочньй резистор 1,являющийся линейным резистивным элементом, вьшол ненный нанесением пленочного резне- тивного слоя на керамическое основание

Резистор 1 упруго прижат к замкнтому контуру контактного проводника

5

0

5 0

5 0 5 0

5

2 из биметаллической ленты, который в исходном состоянии уложен без зазора между секциями цили1щрических пружин 3 подпружинивающих узлов (не обозначены). Каждая пружина одним из концов закреплена регулировочным винтом 4 на плоском поворотном металлическом основании 5, выполненном в виде диска, а другим концом упирается в разделительньй упор 6, зак- репленньй в радиально расположенном прямоугольном пазу (не обозначен) на основании 5. Съем тока от движка потенциометра, роль которого играет замкнутый контактньй проводник 2, осуществляется токосъемной щеткой 7, прижатой к основанию 5, с которым непосредственно гальванически контактирует замкнутьй контур

Потенциометр работает следующим образом.

При вращении основания происходит перемещение верхней кромки замкнутого контура вдоль прижатого к ней метал- лопленочного резистора 1, к которому подведено напряжение При неизменной температуре окружакнцей среды форма контура проводника 2, соответствующая заданной функции, не меняется, и на выходе с помод1;ью токосъемной щетки 7 снимается выходное напряжение, меняющееся в соответствии с заданной функциональной зависимостью от угла поворота диска (фиг,4, кривая 8) о

В случае непрерьшного вращения диска на выходе получают периодически повторяющуюся непрерывную функцию (фиг,5),

При новом фиксированном значении температуры окружающей среды замкнутьй контур биметаллического контактного проводника изменит свою первоначальную форму, и на выходе потенциометра получают новую функциональную зависимость (фиг,4, кривые 9 и

10)о

Если температура окружающей среды непрерывно меняется и диск постоянно вращается, на потенциометра получают непрерывно изменякндуюся функциональную зависимость (фиг,6),

Замкнутьй контур контактного проводника 2, изогнутьй по форме, соот- ветствукхцей требуемой функциональной зависимости, уложен между секциями цилиндрических пружин 3 таким образом, чтобы в исходном состоянии на

контактньй проводник 2 со стороны пружин 3 не действовали радиальные силыо Это достигается за счет изменения начального положения каждой

о

секции пружин 3 при помощи регулировочных винтов 4 и упоров 6.

При изменении под действием температуры формы контура контактного проводника 2 в пружинах 3 возникают -ю радиально направленные силы, стремящиеся восстановить исходную форму контура 2. Благодаря этому при возврате температуры к исходному значению контур также восстанавливает свою is исходную форму. При возникновении остаточных деформаций контура контактного проводника 2 в процессе эксплуатации корректировка его формы, а следовательно, и воспроизводимой 20 функциональной зависимости осуществляется за счет изменения степени сжатия пружин 3 при помощи регулировочных винтов 4.

Корректировка характера изменения 25 формы замкнутого контура контактного проводника 2 под воздействием изменяющейся температуры окружающей среды производится за счет изменения степени сжатия отдельных пар секций пру- зо жин 3 при помощи регулировочных винтов 4. При этом упоры 6 могут оста- ватъся на месте либо, перемещаясь вдоль радиальных пазов на поворотном диске 5, закрепляться на новых gg местах. Такая корректировка при- водит к изменению характера функциональной зависимости на выходе потенциометра по сравнению с той, которая была до корректировки при той же температуре окружающей среды (фиг, кривые 11, 12).

Наличие переставляемых упоров 6 и регулировочных винтов 4 позволяет производить корректировку формы замкнутого контура контактного проводника 2 в процессе настройки и эксплуатации потенциометра и тем самым повысить точность его работы.

Формула изобретения

Функциональный потенциометр, содержащий подпружиненный относительно корпуса линейньй резистивный элемент, узел токосъема, расположенный с возможностью постоянного контакта с резистивным элементом посредством контактного проводника, закрепленного на металлическом основании, снабженном осью вращения и токосъем- ной щеткой, отличающийся

тем, что, с целью расширения област применения, металлическое основание выполнено в виде диска, контактный пр.оводник - в виде элемента кольцеобразной формы из биметаллической ленты, расположенного соосно с основанием, при этом металлическое основание снабжено подпружиниваю чи- ми узлами, симметрично и радиально расположенными по его периметру с возможностью взаимодействия с контактным проводником для изменения его конфигурации.

Изобретение относится к автоматическому управлению, точнее к резистивным датчикам, используемьм в системах программного и следящего регулирования. Цель изобретения - расширение области применения потенциометра. Резистивный элемент 1 потенциометра расположен с возможностью упругого контактирования с контактным проводником (П) 2, кото- рьй выполнен из биметаллической ленты. Пружины 3 обеспечивают требу- емьй контур П 2 для получения заданной функциональной зависимости выходного напряжения от угла поворота. Съем напряжения осуществляется .то- косъемной щеткой 7, прижатой к метал лическому основанию 5, электрически связанному через элементы крепления с П 2. За счет изменения положения точки контактирования П 2 и резистив ного элемента 1 изменяется выходное напряжение, снимаемое токосъемной щеткой 7 а Конструкция обеспечивает возможность получения одной и той же функции изменения напряжения в пределах одного оборота и независимо от их числа, температурную компенсацию функциональной зависимости, позволяет упростить аппаратную реализацию имеюцихся многофункциональных преобразователей. 7 ил. « СО 4 оо о оо 00 0ifi.l

60 120 180 300 360 У го/1 поборота, 2рад (риг.

Фиг.З

90 т 270

350 50 630 720

Уго/ поворота, град Фиг.5

О 90 Ш 210 т 50 630 W

РигВ поборотаJ град

60 120 т 2W 300 360 Фы.г. 7Угол поворота, град