Многооборотный потенциометр

284 Ю 8 ОП И САНИ Е ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских социалистических РеспуОликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 06.11.1968 ( 1217742/18-10) Кл, 21 с, 54/03 с присоединением заявкиПриоритетОпубликовано 14,Х.1970, Бюллетень32 1 с 1/2 Комитет по делам зооретеиий и окрытийДК 621,317,727.1(088,8) при Совете МииистСССР Дата опубликования описания 17,Х 11.197 А. вторы зобретени.1 Г г, т а г г,;. явит ОГООБОРОТНЫЙ ПОТЕНЦИОМЕТ из- стИзобретение относится к измерительной технике и может найти применение как при мерении электрических величин, так и в у ройствах автоматического регулирования.Известны многооборотные потенциометры с резистивным элементом, выполненным в виде полосы изоляционното материала, обмотанной проволокой и свернутой в спираль, и подвижным контактом (щеткой), скользящим вдоль указанного резистивного элемента, уложенного на неподвижном основании,Однако известные потенциометры этого типа имеют тот существенный недостаток, что для получения линейной зависимости между углом поворота оси потенциометра и величиной сигнала на выходе они нуждаются в намотке проволоки резистивного элемента с переменным шагом, в результате чего разрешающая способность потенциометра вдоль резистивного элемента не остается постоянной и значительно снижается в сторону внешних витков спирали.Кроме того, для изготовления намотки проволоки с переменным шагом требуется более сложное и дорогое оборудование, чем для намотки резистивного элемента с постоянным шагом. Существенным недостатком известных потенциометров является и то, что они, являясь достаточно дорогостоящими для производства, не обеспечивают получения широкого класса воспроизводимых функций,В предлагаемом потенциометре резистивныиэлемент выполнен в виде двух соосно расположенных, свернутых в плоскую спираль и обмотанных проводом полос с соответствующими скользящими контактами, связанными с подвижной системой потенциометра и перемещающимися в противоположных направлениях при ее повороте, причем концы обеих проволок резистивных элементов и скользя щие контакты имеют автономные выводы.Такое выполнение резистивного элементаобеспечивает получение линейной зависимости между углом поворота подвижной системы потенциометра и регулируемой величиной.15 На фиг. 1 - 3 показан предлатаемый потенциометр в трех проекциях; на фиг, 2 - захватывающее кольцо (указатель полных оборотов); на фиг. 3 - арретирное устройство; на фиг. 4 - электрическая схема потенциометра 20 (приведен вариант схемного соединения дляполучения линейной функции).Несущим элементом потенциометра служитоснование 1, торцы которого снабжены двумя контактными кольцамп 2 и двумя глубокими 25 спиральными канавками, витки у которых имеют взаимно противоположное направление, В спиральных канавках утоплены обе части резистивного элемента 3, представляющего собой полосы изоляционного материала, каж- зО дая из которых обмотана проволокой и свернута в спираль. Ось 4, закрепленная во втул10 15 20 кс б, впрессовапной в поворотном диске 6, и снабженная неподвижно установленными на ней двумя поворотными рычагами 7, может свободно вращаться в двух подшипниках 8, установленных в осевом отверстии на основании 1, В пазу каждого поворотного рычага 7 свободно посажен движок 9, на котором жестко закреплен подвижной контакт, выполненный в виде пружинной токосъемной щетки. На переднем торце диска б нанесена шкала для отсчета угла поворота оси в пределах 360, а противоположный торец имеет радиальный паз, в котором утоплен и жестко закреплен одним концом пружинный поводок 10.На торцевой поверхности захватывающего кольца 11 (фиг. 2), утопленного в кольцевой канавке 12 основания 1, нанесена цифровая шкала для отсчета полных оборотов, подвижной системы, а также изготовлены выемки 13, предназначенные для периодического зацепления кольца 11 со свободной консолью пружинного поводка 10. Обратная поверхность кольца 11 снабжена плавно чередующимися выступами 14 и углублениями 15, которые в круговом профиле имеют менее резкие очертания, чем выемки 13, и предназначены для зацепления с легким подпружиненным шариком 16, утопленным в отверстии на основании 1. Концы и отдельные участки проволок резистивного элемента, а также подвижные контакты электрически выведены на внешние лепестки 17, установленные на боковой поверхности основания 1.Арретирное устройство (фиг, 3), предназначенное для точной фиксации заданного положения оси потенциометра, выполнено в виде Г-образного пружинного рычага 18, закрепленного на кожухе 19 и снабженного движком 20.Потенциометр работает следующим образом.Вращение поворотного диска б относительно неподвижного основания 1 сообщается через втулку б и ось 4 поворотным рычагам 7, в пазах которых совершают взаимно противоположное перемещение движки 9, так как последние жестко соединены с подвижными контактами (щетками), имеющими постоянное зацепление с соответствующими спиральными канавками на основании 1, в которых утоплен резистивный элемент 3.Электрические величины, снимаемые с двух средних точек, передаются через гибкие токопроводы на контактные кольца 2, электрически соединенные с внешними лепестками 17.Предельные ограничения поворота оси потенциометра осуществляются штыревыми упорами, установленными в начале и в конце одной из спиральных канавок на основании 1, Угол поворота оси на 360 отсчитывается по положению,проградуированного диска б отно 30 35 40 45 50 55 60 сительно неподвижного кожуха 19. Числополных оборотов оси определяется цифровой позицией захватывающего кольца 11, работающего на принципе моментного действия, При вращении диска б пружинный поводок 10 скользит по торцу кольцевого буртика 21 на основании 1 (фиг. 1), не имея зацепления с кольцом 11. Достигнув впадины на буртике 21, пружинный поводок 10,под действием силы упругости проваливается в нее и входит (на время смены позиции) в зацепление с одной из выемок 13 захватывающего кольца 11, увлекая за собой последнее и проворачивая его до соседней позиции. Преодолев впадину на буртике 21, имеющую плавные очертания, ,поводок 10 продолжает скольжение на торцевой плоскости буртика. Фиксация установлен- ното положения кольца 11 обеспечивается подпружиненным шариком 16, входящим в одно из углублений 16 (фиг. 2).Арретирование потенциометра осуществляется Г-образным пружинным рычагом 18, который надавливает своей рабочей консолью на боковую поверхность поворотного диска 6, надежно фиксируя заданное положение последнего, Для выключения арретира надо вытянуть движок 20 на себя, в результате чего пружинный рычаг 18 будет отведен от диска 6.На электрической схеме (фиг. 4) показано, в частности, соединение потенциометра для получения линейной характеристики на выходе, где У - напряжение, подаваемое на резистивный элемент 3, состоящий из двух последовательно соединенных между собой частей, У, - напряжение на выходе, снимаемое с двух скользящих средних точек.Резистивный элемент 3 (фиг. 4) изображен в виде двух, полос 22 и 23, ширина которых равномерно изменяется, что условно соответствует нелинейности каждой из двух спиралей резистивного элемента 3 в функции поворота оси потенциометра,Предмет изобретения Многооборотный потенциометр, содержащий резистивный элемент в форме плоской спирали, отличающийся тем, что, с целью получения линейной зависимости между углом поворота подвижной системы потенциометра и регулируемой величиной, резистивный элемент выполнен в виде двух соосно расположенных, свернутых в плоскую спираль и обмотанных ,проводом полос с соответствующими скользящими контактами, связанными с подвижной системой потенциометра и перемещающимися в противоположных направлениях при ее повороте, причем концы обеих проволок резистивных элементов и скользящие контакты снабжены автономными выводами.