ECK电位器技术讲座四:电位器分类之按电阻体材料分
前面谈到所有电位器可分为二种,即接触刷与电阻体的接触是机械接触或非机械接触,但最常用最实际的分类方式应该是下述五种:按电位器电阻体材料分类,按电位器用途分类,按电位器结构分类,按电位器运动方式分类,按电位器输出函数特性分类,下面就各类电位器作一简单介绍:
按电位器电阻体材料分类
1.1 线绕电位器
线绕电位器是电阻合金线绕在绝缘骨架上制成电阻体的电位器,电阻合金线的直径一般为0.02~0.4mm,为了获得更高阻值,已有向微丝发展趋势,电阻合金线须被覆绝缘漆,我国常用的电阻合金线是康铜丝、卡码丝、镍铬丝(分别用于低、中、高阻)。骨架的材料通常是酚醛层压纸板、被覆绝缘漆的铝扁带、铜线等。
线绕电位器的特点:
a. 线性精度高,达到±0.1%;
b. 很容易实现低阻,能做到几 Ω;
c. 阻值精度高,很容易达到±5%;
d. 额定功耗可达10w以上;
e. 电阻温度系数优,可达到50 PPM;
f. 最高电阻值一般只能达到100KΩ;
g. 高频特性差,一般只适用直流或几千Hz的交流电路中;
h. 机械耐久性一般是10000~20000周。
1.2 非线绕电位器
非线绕电位器是电阻体的材料为合金线以外的其他电阻材料,非线绕电阻器的材料很多,但常用的有下列六种:
1.2.1 合成碳膜电位器
该类电位器由于制造成本低,工艺成熟,能满足一般电子产品性能要求,所以得到广泛的应用,其生产数量是各类电位器之中最高的一种,我们尚优电子及周边一些同行厂,都仅仅生产该类电位器。
合成碳膜电位器电阻体的制作方法是:将合成碳膜浆料被覆在绝缘基体上,经高温聚合而成,被覆的方法有喷涂法,流布法(或流延法),丝网印刷法三种,前二种方法因精度及生产效率问题,已基本淘汰,我国除小部分乡镇企业仍然使用流布法制作外,绝大部分企业都采用效率高,质量稳定,精度高的丝网印刷法。
关于浆料成份及如何选用基体材料,后面在“电位器主要构件材料的选用”一节中有进一步的介绍。
合成碳膜电位器的特点:
阻值范围宽,低阻可以做到100Ω,高阻可达5M。
机械耐久性:一般为10000周以上,有的品种已达到100万周;
高频特性较好,在电子线路中,可用于20MHZ场合;
4. 电阻温度特性差,其温度系数一般是±1000~±2000PPM;
5. 负荷功率较低,额定功耗一般只能达到零点零零几至零点几瓦,加散热片,最高只能做到2W;
6. 电阻耐潮湿特性差,潮后阻值变化可达15%;
7. 转动(滑动)噪声大,一般只能达到47mV/V,这是合成碳膜电位器的致命弱点,关于这个问题在以后的章节将作重点专题讨论。
综上所述,我们可以给合成碳膜电位器一个较为客观的评价:生产工艺成熟,适合大规模生产,生产成本最低,适用范围较广,但综合性能较差,其电阻值稳定度等级一般只能达到±15%,就是说,在经过气候顺序,稳态湿热,机械耐久性,70?C的电气耐久性试验之后,其阻值或输出比变化,可达±15%,所以,合成碳膜电位器只适合于普通电子设备使用。
1.2.2 金属陶瓷电位器
金属陶瓷电位器,我国俗称玻璃釉电位器,由于既具有合成碳膜电位器的优点,又具有线绕电位器的某些优点,所以发展相当迅速,我国电位器生产规模稍大一些的厂家均有生产,如上海环球电位器公司,新乐厂,南京无线电元件三厂,武进电位器厂,成都宏明厂,天津元件厂,大连电位器厂等,均有较大的规模。
玻璃釉电位器的电阻体是将镣酸盐电阻浆料印刷在陶瓷基体上经高温(800~1000?C)烧结而成,其电阻体的导电机理与合成碳膜的相类似,只是导电颗粒的成份不同罢了。
玻璃釉电位器的特点:
阻值范围最宽:100Ω~10MΩ;
功率负荷是合成碳膜电位器的10倍;
使用环境温度范围大(-55?~+125?C);
电阻温度特性接近线绕电位器,其电阻温度系数一般不大于250PPM;
动噪声47mV/V;
电阻稳定度等级比合成碳膜好,一般是±10%;
1.2.3 导电塑料电位器
导电塑料电位器有二种,一种是塑料本身有导电性,称为结构型导电塑料,国外已有这类产品,另一种是在塑料中加入导电相,称为添加型导电塑料,目前国内外主要是用后一种导电塑料制成电位器的电阻体。
导电塑料电位器特点:
耐高温,可长期使用于180?C环境中;
绝缘性能良好,电击穿强度高;
动噪声优于合成碳膜电位器和玻璃釉电位器;
耐化学腐蚀性能优良,差不多不受酸、硷及有机溶济腐蚀;
机械耐久性是接触式电位器中最好的,最高可达5000万周。
1.2.4 金属膜电位器
金属膜电位器是用真空蒸发、溅射或其他镀膜方法,将金属及其氧化物、化合物等,淀积在绝缘基体上,形成薄膜电阻体的电位器。
金属膜电位器的特点:
电阻温度系数非常优良,可达到±50PPM;
阻值范围窄,一般只能做到10Ω~20KΩ;
制造工艺复杂,成本高,不宜大批量生产。
1.2.5 金属箔电位器
金属箔电位器是用粘贴的方法将电阻合金箔粘贴在绝缘基体上,经光刻腐蚀制成电阻体的电位器。
该类电位器特点与金属膜差不多,主要作预调电位器用。
1.2.6 有机实心电位器
有机实心电位器用加热塑压的方法,将有机电阻粉压在绝缘基体的凹槽内而形成实心电阻体的电位器。
与合成碳膜电位器比较,其线性精度较差,但功率负荷比合成碳膜电位器大得多(约10倍),其他性能与合成碳膜电位器差不多,由于电阻体的制造方法比较特殊,我国生产该类产品的厂家不多,只有上海环球电位器厂,咸阳795厂,陕西4310厂生产。
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[来源:原创]
[日期:11-03-22]
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