Потенциометр Советский патент 1949 года по МПК H01C10/32 G01R17/20 

Описываемое изобретение имеет в виду осуществление омического сииусно-косииусиого потенциометра с равномерно намотанным на прямоугольную пластину проволочным сопротивлением, съем напряжения у которого производится при помощи двух диаметрально расположенных и вращающихся по кругу скользящих контактов.

Известны такого рода электрические синусные нотенциометры, выполненные в виде прямоугольной пластины с намотанной проволокой большого сопротивления и контактами, скользящими по поверхности пластины, по кругу, центр которого совпадает с центром нластины.

Подобные устройства обладают недостатком, заключающимся в отклонениях от синусоидального закона изменения нанряжений, а также в невозможности получения нулевого напряжения при положении щеток вдоль направления намотки потенциометра, так как между щетками всегда остается включенным участок проводника потенциометра, а на нем имеется падение напряжения.

В описываемом изобретении этот недостаток устранен благодаря тому, что намотка проволоки на основание потенциометра производится в разных направлениях по обе стороны от вертикальной оси потенциометра.

На фиг. I представлен эскиз конструкции потенциометра согласно изобретению, а на фиг. 2 - эскиз обмотки потенциометра (в двух проекциях), на котором указаны направления токов в обмотке.

На .плоском прямоугольном основании / намотана виток к витку высокоомная проволока. Намотка выполнена следующим образом; если считать за начало намотки отвод от потенциометра со знаком плюс (фиг. 1), то от начала до вертикальной оси У - У намотка производится по часовой (или против часовой) стрелке, а от вертикальной оси У - У до отвода со знаком минус - против часовой (или по часовой) стрелке, если смотреть с торца потенциометра вдоль линии X - X.

№ 79626

Благодаря принятому способу намотки потенциометра центральный виток проволоки имеет петлю а-б-в на лицевой стороне потенциометра (фиг. 2).

На фиг. 2 стрелками показано направление тока i в проволоке в плоскости чертежа. Поставленные в сечении проволоки точки и кресты показывают направление тока в проводнике соответственно из под плоскости и под плоскость чертежа.

Проволока зачищается от изоляции по окружности скольжения токосъемных контактов - щеток 2 к 3. Такая намотка проволоки при наличии двух щеток обеспечивает получение синусно-косинусной зависимости снимаемого контактами напряжения от угла а поворота контактов. Для доказательства сказанного, повернем щетки 2 и 5, которые сидят на одной оси, вокруг центра О на угол а от нулевого положения (которое для получения синусной зависимости совпадает с осью У - У). Далее определим, чему будет равно напряжение между одной щеткой и искусственной нулевой точкой (на фиг. 1 не показана). При намотке проволоки на прямоугольное основание ряд к ряду создается равномерный перепад напряжения по длине (от витка к витку) вдоль линии X - X, или другой параллельной ей линии.

При съеме напряжения при помощи скользящего контакта в направлении, не параллельном оси X - А , равномерность царущается, т. к. в этом случае изменение длины проволоки, с которой снимается напряжение, происходит не только на целые витки, но и части их.

Для одной щетки, при повороте ее на угол а (фиг. 1), снимаемое напряжение будет равняться

Ut, где - перепад напряжения на единицу длины, а

rsina - длина, с которой снимается напряжение с учетом только целого числа витков.

Выведенная зависимость не учитывает вертикальное смещение скользящего контакта от оси X - А , которое в нашем случае равно rcosa.

Если полное сопротивление потенциометра обозначить через R, а приложенное к нему напряжение через (Уо, то получим, что напряжение ошибки будет

Знак ошибки будет переменный. При нахождении щетки в верхней части окружности (от оси X - X) знак ошибки будет плюс, а при нахождении в нижней части полуокружности - минус.

На основе такого рассуждения, для щетки 3 имеем напряжение, равное

и - г sin а + г cos а - sin а + - г cos а.

х, Л-R2 /

По аналогии для щетки 2 будем иметь:

и, - sin а-- г cos а

U rsma,

- г cos а.

Напряжение между двумя скользящими контактами будет равняться сумме, т. е. Uх - f/osina.

В описываемой конструкции удастся получить нулевое напряжение при нахождении щеток на вертикальной оси У- V.

При отсутствии щеток на вертикальной оси У - У, ток / .проходит по средней петле (фиг. 2) от точки а к точке б, а затем в обратном направлении к точке в, и затем уходит под плоскость чертежа.

При вертикальном положении щеток 2 и 5 на оси У--У щетка 2 шунтирует петлю. Ток не будет проходить по петле а-б-в, з следовательно, не будет и падения напряжения между щетками 2 и 5.

Предмет изобретения

Потенциометр с проволокой, намотанной на плоском прямоугольном основании, и двумя перемещающимися по окружности подвижными контактами, предназначенный для ползчения напряжения, изменяющегося по закону синуса, отличающийся тем, что, с целью исключения отклонений от синусоидального закона изменения напряжения и возможности получения нулевого напряжения, намотка проволоки на основание выполнена по обе стороны от вертикальной оси в разных направлениях и при вертикальном положении щеток смежные витки закорачиваются щеткой.

№ 79626

casot

9иг 2