МНОГООБОРОТНЫЙ ПЕРЕМЕННЫЙ РЕЗИСТОР Советский патент 1970 года по МПК H01C10/28 

Предлагаемое устройство относится к электротехнике, а именно, к резистивным элементам, используемым в системах автоматического следящего привода, в схемах аналоговых вычислительиых устройств и т. п.

Известны многооборотные неременные резисторы, содержащие вы.полненные в виде тел вращения из электроизоляционного материала статор и ротор, двухрядный спиральный резистивный элемент, один из рядов которого размещен па поверхпостн статора, обращеи юй к ротору, п коптактпый элемент, соединяющий витки разных рядов спирали резпстивиого элемента.

К 1недостаткам этих консгрукций следует отнести наличие контактного соединения «кольпо-движок п сложность нзготовления.

В предложенной конструкции статор помещен внутрь ротора, .виткн спирали второго ряда резнстивногО элемента размещены между витками первого ряда, а на внутренней поверхпости ротора выполнена спиральная канавка, направление хода которой противоположно нанравлению спирали резистивиого элемента, нричем указанный контактный элемент неремещается по спиральной канавке ротора. За счет этих отличий, помимо упрощеиия пзготовлення (резистивный элемент размещен пол1ностью на наружной новерхности статора) н повыщення надежности, исключается контактное соединение «кольцо-движок. Таким образом устройство имеет только два контактных соединения: часгь резистнвного элемента - сферический контактный элемент - вторая часть резистивного элемента ; расщиряется область применения устройства, «анример, нспользоваиие устройства в высокочастотных цепях, так как собственная индуктивность нотемгциометра мала (токи в соседннх «ннтках витков дв xзaxoдной сниралн резистивного элемента направлены встречно).

Возможно изготовление функциональных м:ногооборотных рбзисторов, так как выполнение спиральной канавки ротора, например, с иеременным щагом витков превращает устройство с ли.иейпой характеристикой в фупкциоиальиый переменный резистор с заданной характеристикой, практически не усложняя изготовления и конструкции устройства. Ппп необходимости не представляет затруднений п замена ротора у изготовленного или работавщего устройства.

На фиг. 1 дан разрез переменного резистора (по радиусу); на фиг. 2 - резистивные и контактные элементы; на фнг. 3 - схема, ноясняющая образование ромбовидных поверхностей; на фиг. 4 - размещение контактного элемента; на фиг. 5 - соединение резнсторов в двухсекционное устройство; на 3 фиг. 6 - схема включения выводов; на фиг. 7 -эквивалентная схема (пример схемы исиользо:ва«ия резистора). Резистор содержит резистивный элемент 1 и 2 (ИЗ двух частей в виде двухзаходиой спи-5 рали, нитки которой имеют разный диаметр, размещенной на наружной поверхности статора 3. Статор помещен внутрь ротора 4, имеющего форму полого цилиндра с внутренней нарезкой, вьгаолиенной в направленииЮ Противоположном опирали реэистивного элемента. Ротор посажен на ось 5 посредством подвижного шлицевого соединения и подпружинен пружиной 6, -взаимодействующей с ротором и одной из деталей, закреиленной на15 оси 5, например, внутренним кольцом подщипника. Поверхности спиральной канавки ротора и частей резистивного элемента, перекрещиваясь (не соприкасаясь), образуют ромбовидные нолости, в одну из которых поме-20 щен сферический контактный элемент 7 и зажат там, соединяя части резистивного элемента (см. фиг. 2). Спиральная канавка ротора используется как поверхность «клина, воздействующего на контактный элемент, «за-25 клиниваемый, в свою очередь, между поверхностями частей резистивного элемента. Для надежной фиксации контактного злемента 7 ромбовидной полости (независимо от конструкции резистивного эле.мента) целесо-зо образно размещение точек соприкосновения новерхности контактного элемента с поверхностями канавки ротора и частей резлстивного элемента по сторонам воображаемого треугольника, плоскость которого близка или35 пересекает центр сферы контактного элемепта 7 (см. фиг. 4). Одна из сторон треугольника-спиральная канавка ротора - подвижна; что обеспечивает надежность контактных соединений. Кроме того, прямые, соединяющие40 точки сонрикосновения, образуют равнобедренный (или равносторонний) треугольник с верщиной IB точке сонрикосновения со спиральной канавкой ротора (см. фиг. 3), что обеспечивает равное деление усилия пружи-45 ны 6 на контактные соединения устройства. При вращении оси 5 ро.чбовидные полости перемещаются вдоль спирали резистивного элемента, перекатывая контактный элемент 7. Для полной перестройки резистора ось50 делает столько оборотов, сколько БИТКОВ (в две нитки) содержит спираль резистивного элемента плюс количество витков в спиральной канавке ротора. Контактные соединения работают, в основном, на трении качения, но55 при условии, что винтовые линии - двухзаходная резистивного элемента и канавки ротора-имеют одинаковую длину. При уменьщении длвды спиральной канавки ротора в работу контактных соединений резистора60 вводится заданная составляющая скольжения и уменьшается необходимое число оборотов 4 оси резистора. Увеличивая составляющую скольжения соответственно свойствам металла, например, менее стойкого к коррозии, представляется возможность использования более дешевых металлов. С целью предотвращения скольжения контактного элемента по рабочей поверхности ротора необходима специальная обработка ее или выполнение из материала, образующего с материалом контактного элемента пару с коэффициентом тре«ия, не менее чем в два раза древышающилЕ коэффициент трения контактного элемента с поверхностью резистивного элемента, Значительное количество многооборотных резисторов изготовляется в виде двухсекционных устройств. На фиг. 5 посредством поворота одной из секций предлагае.мой конструкции на 180° показан вариант мпогооборотного резистора двухсекционного. Пружина 6 взаимодействует с роторами обоих секций. С целью увеличения числа возможных схем включения устройства спиральная канавка ротора может быть выполнена проводящей и иметь отдельный контактный выход, например носредством движка. В качестве примера на фиг. б и 7 показана одна из возможных схем включения резистора. Считая, что величины сопротивлений обеих частей резистивного элемента равны, их характеристики линейны, а полное сопротивленяе устройства равно единице, имеем: R Q-1, R 1/2 пост., R 1/2 пост. Величины , R, Ra равны и изменяются О-Vs каждая, причем когда величины Ri и R одновременно, например, увеличиваясь, приближаются к i/2 каждая, величина R уменьшается, приближаясь к 0. Таким образом, цепи входа и выхода (суммы Ri+Rs и Rz-i-Rz) имеют постоянную величину V2, а сопротивление цепи Ri+R2 изменяется от О до 1. Предмет изобретения Миогооборотный переменный резистор, содержащий выполненные в виде тел вращения из электроизоляционного материала статор и ротор, двухрядный спиральный резистивный элемент, один из рядов которого размещен на поверхности статора, обращенной к ротору, и контактный элемент, соединяющий витки разкых рядов спирали резистивного элемента, отличающийся тем, Что, с целью упрощения конструкции и повышения .надежности, Статор кО|Мещен внутрь ротора, витки опирали второго ряда резистивного элемента размещены между .витками первого ряда, и на внутренией (поверхности ротора выполнена спиралькая кана;вка, направление хода которой противоноложно направлению спирали резистивкого элемента, причем указанный конта.ктпый элемент перемещается по спиральной капав.ке ротора.

2 -7

.2

.З