Декадный потенциометр Советский патент 1947 года по МПК H01C10/34 H01C10/50 

В автоматических комленсационных устройствах потенциометр (делитель напряжения) является-одним из основных элементов, а в электрических счетно-решающих приборах потенциометр применяется в качестве основного счетно-решающего механизма.

В настоящее время в автоматических компенсационных устройствах необходимая точность и плавность изменения напряжения, снимаемого с потенциометра, достигается применением многоламельных потенциометров. Распространенные в измерительной технике декадные потенциометры, по сравнению с равноценными по точности многоламельньши, значительно менее трудоемки в изготовлении, могут быть выполнены меньших габаритов, не требуют сложной корректировки сопротивлений, позволяют лепко переходить на различные -пределы работы, могут быть выполнены с бесконечным вращением.

Однако существующие типы декадных потенциометров не могут быть применены в автоматических компенсационных устройствах, так как у них при движении щеток по ламелям ряда грубых секций происходит закорачивание этих секций или обрыв в цепи потенциометра;

точно так же при движении щетки по ламелям ряда точных секций в момент перехода ее с последней ламели на первую закорачиваются все секции точного ряда или происходит разрыв цепи потенциометра. Таким образом нарушается -основное требование, предъявляемое к потенциометрам для автоматических устройств, а именно: при равномерном вращении приводного валика потенциометра напряжение, снимаемое с него, должно изменяться плавно (в пределах заданной точности).

Предлагаемый декадный потенциометр обеспечивает плавное изменение снимаемого с него напряжения.

Он выполняется по типу потенциометра Томсона-Варлея, в ко гором применены два переключателя для грубой и точной регулировки, соединенных таким образом, что секции сопротивления, служащего для точной регулировки,, поочередно подключаются параллельно каждой из секций сопротивления грубой регулировки. Согласно изобретению, с целью обеспечения плавной регулировки переключатель секций сопротивления грубой регулировки выполнен в виде двойного переключателя с двумя рядами ламелей, соединенных с сопротивлением (так,

что к контактам первого ряда присоединены все начала нечетных и концы четных секций совротивления, ко второму же, наоборот, начала четных и концы нечетных) и с двумя изолированными друг от друга контактными рычагами, жестко связанными между собой и производящими при своем перемещении поочередное переключение секций сопротивления через одну ламель. Переключатель секций сопротивления точной регулировки выполняется с двойным количеством ламелей в ряду, а секции сопротивления приключаются к ламелям одной половины ряда, ламели другой половины которого соединяются с ламелями первой половины ряда таким образом, чтобы при повороте контактного рычага переключение секцрй сопротивления точной регулировки происходило сначала в одном, а затем- вторично -в обратном порядке.

Изложенное поясняется чертежом, на фиг. 1 которого показан известный потенциометр Томсон-Варлея, а па фиг. 2 и 3-соответственно грубая и точная системы предлагаемого потен|Цио1метра.

Известный потенциометр ТомсонаВарлея состоит из ряда А грубых секций R, по ламелям которого могут перемещаться две изолироваиные друг от друга и жестко связанные между собой щетки / и //. К щеткам ряда А грубых секций подключен ряд В точных секций г: по ламелям этого ряда может перемещаться щетка ///. Падение напряжения .между точками Р и М, т. е. напряжение Уд-, снимаемое с потенциометра, складывается из двух напряжений: напряжения между точками Р и / и между точками L и М.

Выбор количества секций грубого и точного рядов определяется требуемой от потенциометра точностью. Произведение числа (/г-1) секций грубого ряда на количество т ламелей точного ряда, т. е. (, определяет, на сколько частей разби Бается приложенное к потенциометру напряжение ;7о(что соответствует количеству ламелей при выполнении потенциометров многоламельными).

Для постепенного увеличения напряжения U в потенциометре Томсона-Варлея нужно перемещать щетки в следующем порядке: первоначально щетки I и II устанавливаются на 1-й и 2-й ламелях ряда А, щетка /// перемещается с ламели 1-й ряда В точных секций на 2-ю ламель, затем 3-ю и т. д. до последней ламели т: далее щетки / и. // переставляются на 2-ю и 3-ю ламели ряда А грубых секций, а щетка /Я устанавливается вновь на 1-ю ламель ряда В точных секций и затем перемещается поочередно до последней ламели и т. д.

Ясно, что при перестановке щеток I и II, а также при перемещении щетки /// с последней ламели на первую происходит закорачивание грубых секций (если щетка может перекрывать две соседние ламели) или разрыв электрической цепи потенциометра (если щирина щетки меньше расстояния между ламелями). Тем самым нарушается плавность изменения снимаемого напряжения Ux , что недопустимо в автоматических компенсационных устройствах.

Для получения плавного изменения снимаемого напряжением Ux следует производить перемещение щеток в следующем порядке: при полол ении щетки /// на последней ламели т щетку / .ряда А грубых секций нужно разъединить со 2-й ламелью (фиг. 1) и -переставить на 4-ю ламель. Если при этом сопротивление ряда точных секций подобрать с таким расчетом, чтобы погрешность от шунтирования им грубой секции была меньше погрешности, определяющейся секционированием потенциометра, то при перестановке щетки / напряжение, снимаемое с ламели т, будет меняться в допустимых пределах. Для дальнейшего увеличения напряжения Ux нужно перемещать щетку Я/ от последней ламели т к первой /, затем переставить щетку Я на 5-ю ламель и щетку III передвигать от ламели / к ламели т и т. д. Для уменьшения напряженияt/д. движение щеток производится в обратном порядке. Таким образом, щетка / должна двигаться поочередно со щеткой // через ламель, т. е. щетка // будет находиться только на нечетных ламелях ряда грубых секций, а щетка /-на четных.

Согласно изобретению, поочередное движение щеток ряда Л грубых секций осуществляется расположением ламелей в двух рядах (фиг. 2), в одном из которых расположены четные ламели, а в другом - неч-етные ламели. Две изолированные друг от Д1руга и жестко связанные между собой щетки (контактные рычаги) контактируют каждая с одним из рядов. ЕЦетки смещаются но отношению друг к другу на величину, равную половине расстояния между цeнтpa я ламелей. При перемещении щ-еток на величину, равную половине расстояния между центрами ламелей (угол а ), щетки будут поочередно передвигаться с ламели на ламель (щетки не должны перекрывать две соседние ламели), а это будет соответствовать поочередиО|Му перемещению щеток через ламель в схеме фиг. 1.

Чтобы получить непрерывное вращение в одну сторону щетки Я/ ряда В точных секций, последний выполняется так, как это изображено на фиг. 3. При вращении щетки /Я от ламели, соединенной с началом первой секции, до ламели, соединенной с концом последней секции, секции набираются в одну сторону, а при дальнейшем движении щетки в том же направлении секции набираются в обратном порядке.

Щетки ряда грубых секций и щетка ряда точных секций механически связываются так, чтобы лоочередный переход щеток / и Я с ламели на ламель происходил при положении щетки III на 1-й ламели (ламель, соединенная с началом первой секции) и последней ламели (ламель, соединенная с концом последней секции), при этом всегда в одной и той же последовательное™. Это может быть конструктивно осуществлено различными способами; так, возможно расположить ламели ряда грубых секций по спирали с передаточным отнощением между щетками /, Я и Я/, равным 1:1.

Сопротивление точных секций выбирается по допустимой погрешности от щунтирования грубой секции рядом точных секций.

Если имеется (п-1) грубых секций и (т-1) точных секций, то сопротивление точной секции определяется из соотнощения:

j (ст-1) ()адоп

. /

(„ 2) и - 1

где: R - сопротивление грубой с(Кции в омах, г - сопротивление точной с(Жции в омах,

5доп - допустимая погрещность в изменении напряжения U от щунтирования, т. е. -jj,, где (Jo -подведенное к потенциометру напряжение.

Предлагаемый декадный потенциометр может быть применен:

1.В электрических счетно-решающих приборах в качестве множительного механизма; как задающий элемент в схемах ввода электрической величины; в схемах электрической отработки (следящие системы); в качестве контроллера в полуавтоматических приводах.

2.В качестве делителя напряжения в промышленных автоматических потенциометрах.

3.При конструктивном выполнении с непрерывным вращением, как генератор пилообразного напряжения (например для динамического компенсатора).

4.В электроизмерительной технике, для удобства работы, как делитель напряжения в технических потенциометрах.

Предмет изобретения

I. Декадный потенциометр типа Томсона- Варлея, в котором применены два переключателя для грубой и точной регулировки, соединенных таким образом, что секции сопротивления, служащего для точной регулировки, поочередно подклю1аюгся параллельно каждой из секций сопротивления грубой регулировки, отличающийся тем, что, с целью обеспечения плавной регулировки, переключатель секций сопро. ти1вления грубой регулировки выполнен в виде двойного переключателя с двумя рядами ламелей, соединенных с сопротивлением так, что к контактам одного ряда п риооединены все начала нечетных и концы четных секций сопротивления, ко второму же, наоборот, начала четных и концы нечетных, и с двумя изолироваиными друг от друга контактными рычагами, жестко связанными между собой и производящими

при своем перемещении поочередное переключение секций сопротивления через одну ламель.

2. Форма выполнения потенциометра по п. 1, отличающаяся тем, что переключатель секций сопротивления точной регулировки выполнен с двойным ,кол ичеством ламелей в ряду, а секции сопротивления приключены к ламелям одной половины ряда, ламели другой половины которого соединены с ламелями первой половины ряда таким образом, чтобы при повороте контактного рычага переключение секций сопротивления точной регул ровки происходило сначала в одном, а затем-вторично-в обратном порядке.

Фиг. 1

::ло

П-1 П

TiTv

- вк /-

m-t т о