Специфические характеристики переменных резисторов

Функциональная характеристика

Функциональная характеристика определяет зависимость сопротивления переменного резистора или напряжения от положения подвижного контакта. По характеру функциональной зависимости переменные резисторы разделяются на линейные – типа А и нелинейные – типов Б, В, Е и др. (рис. 1.1).

Наиболее распостраненные нелинейные зависимости – логарифмические (Б) и обратнологарифмические (В). Резисторы с такими зависимостями используются для регулировок громкости и тембра звука, яркости свечения индикаторов и т.п. Встречаются резисторы с характеристиками типа И или Е, а также с синусными, косинусными зависимостями, используемые для специальных цепей в устройствах автоматики и вычислительной техники.

Отклонение от заданной кривой определяется допусками (границами). Для переменных резисторов общего применения эти границы устанавляваются в пределах от 5 до 20 %, а для прецизионных в пределах от 0,05 до 1 %. Отклонение может иметь скачкообразный характер, в результате чего нарушается плавность регулирования. Причинами таких отклонений могут быть неоднородность и дефекты проводящего элемента и подвижного контакта, а также наличие начального скачка и минимального сопротивления.

Разрешающая способность

Разрешающая способность показывает, при каком наименьшем изменении угла поворота или перемещении подвижной системы может быть различимо изменение сопротивления резистора. Ею характеризуют минимально различимым изменением сопротивления резистора при весьма малом перемещении подвижного контакта. Количественно разрешающую способность выражают отношением скачка сопротивления или напряжения при перемещении (повороте) подвижного контакта к общему сопротивлению или к общему напряжению и рассчитывают, как правило, в процентах или в тысячных долях напряжения, подводимого к резистору.

У непроволочных резисторов разрешающая способность очень высокая и лимитируется дефектами резистивного элемента и контактной щетки, а также значением переходного сопротивления между проводящим слоем и подвижным контактом.

Разрешающая способность переменных проволочных резисторов зависит от числа витков проводящего элемента и определяется как изменение сопротивления (или напряжения) при перемещении подвижного контакта на один виток.

Разрешающая способность переменных проволочных резисторов общего применения находится в пределах от 0,1 до 3%, а прецизионных – до тысячных долей процента.

Шумы скольжения (вращения)

При работе переменного резистора в динамическом режиме, когда подвижный контакт перемещается по контактной дорожке резистивного элемента, появляются нежелательные флюктуации выходного напряжения (шумы скольжения), вызываемые либо изменениями переходного сопротивления между подвижным контактом и резистивным элементом, либо мгновенным прерыванием контакта из-за «подскакивания» подвижного контакта, когда он перескакивает с одного витка на другой. Иными словами, шумы скольжения определяют качество контактирования.

Причинами шума проволочных резисторов могут быть также замыкание соседних витков подвижным контактом при его перемещении, ступенчатый характер изменения сопротивления, нагрев подвижного контакта и проволоки обмотки и возникновение термо-ЭДС, разнородность металлов контактной пары и т.д.

Уровень шумов скольжения значительно превышает уровень тепловых и токовых шумов в резисторе и достигает 30-40 дБ.

Момент трогания и момент вращения

Момент трогания подвижной системы переменного резистора определяется как минимальный момент, необходимый для обеспечения начала перемещения подвижной системы. Момент трогания показывает, какая механическая мощность необходима для приведения в движение вала резистора.

Момент вращения определяется как минимальный момент, необходимый для обеспечения непрерывного перемещения подвижной системы после начала ее перемещения.

Износоустойчивость

Износоустойчивость – это способность резистора сохранять свои параметры (противостоять изнашиванию) при многократных перемещениях подвижной системы. Износоустойчивость зависит от многих причин, но в основном определяется материалом и формой подвижного контакта и резистивного элемента и контактным давлением. На износоустойчивость оказывает влияние также конструкция подвижной системы, скорость вращения и т.п.

Количественно износоустойчивость оценивается максимально допустимым числом поворотов (или циклов) подвижной системы, при достижении которого параметры резистора еще остаются в пределах норм.

Для прецизионных резисторов, работающих в следящих системах, характерны низкие контактные давления и соответственно малые моменты вращения. Их износоустойчивость достигает 10⁵-10⁷ поворотов, но при этом вибрационная и ударная стойкость ниже, чем у резисторов общего применения.

Регулировочные резисторы общего применения обладают хорошей механической стойкостью, но их износоустойчивость сравнительно низкая и лежит в пределах 5000-20000 поворотов.

Для подстроечных резисторов, поскольку они используются для разовых регулировок, высокая износоустойчивость не требуется. Число циклов перемещений подвижной системы для них не превышает 1000.