Реферати українською » Физика » Дротяний резистор змінного опору


Реферат Дротяний резистор змінного опору

Міністерство науку й освіти України

Національний аерокосмічний університет

їм. М. Є. Жуковського ХАІ

Кафедра виробництва РЕМ


Курсова робота

з дисципліниЭлементная базаЭА

>Проволочний резистор змінного опору


дротовий потенціометр еквівалентний каркас

2007


>Реферат

Цей курсової проект присвячений розрахунку дротяногооднооборотногопотенциометра змінного опору, мінливого по показовому закону.

За підсумками вихідного завдання буде зроблено повний розрахунок дротяногопотенциометра. Розрахунки супроводжуватимуться посиланнями на що використовується при розрахунку і проектуванні літературу, і навіть довідкову інформації і Держстандарти. Розрахунок охоплює все основні параметри, забезпечуючи наскільки можна у своїй оптимальні рішення, дозволяючи використовувати обрані матеріали найефективніше. Розрахунок здійснюється з метою забезпечення заданих технічних вимог, і отримання високих електричних властивостей проектованого устрою.

Мета цього курсового проекту дати раду одній з методик, використовуваних під час проектування дротяногопотенциометра, розвиваючи в конструкторі індивідуальне бачення поставленого завдання і самостійного рішення це завдання.


>Реферат

>Данийкурсовий проектприсвяченийрозрахункудротовогооднозворотногопотенціометразмінного опору згіднопоказникового закону.

Наосновівизначеного заподіяння якщозробленоповнийрозрахунокдротовогопотенціометра.Розрахунки будутьсупроводжуватисяпосиланнями навикористану прирозрахунку тапроектуваннілітературу, атакождовідковуінформацію йДСТи.Розрахунокохоплює усіосновніпараметри,забеспечуючи поможливості при цьомуоптимальніматеріали ізнайбільшоюефективністю.Розрахунокробиться ізпогляду забезпеченнязаданихтехнічнихвимог йодержаннявисокихелектричнихвластивостейспроектованого прилаштую.

Метаданого курсового проекту –розібратися водній із методиквикористаних припроектуваннідротовогопотенціометра,розвиваючи вконструкторііндивидуальнебаченняпоставленоїзадачі тасамостійнерішенняцієїзадачі.


Зміст

 

Запровадження

1. Огляд і аналіз аналогічних конструкцій

2. Розрахунокпотенциометра

2.1. Розрахунок еквівалентного лінійногопотенциометра

2.2. Розрахунок профілю каркаса

3. Обгрунтування прийнятих конструктивних прийняття рішень та вибору застосовуваних матеріалів

4. Опис конструкції по складальному кресленню

Укладання

Джерела


Запровадження

 

>Потенциометри застосовують у схемах обчислювальних пристроїв, в системах автоматичного стежить приведення й вимірювальних мостових схемах.

Найчастіше вони служать як датчики кутових, і лінійних переміщень, перетворюючи їх у відповідні ним величині електричні напруги, і входять у ланцюг якделители напруги.

Якщо підлягають перетворенню переміщення однозначні, т. е. спрямовані завжди у один бік, то застосовуються звичайні (нереверсивні)потенциометри; Якщо ж переміщеннядвузначни, то використовують реверсивніпотенциометри.

У вимірювальних мостових та інших схемахпотенциометри входять у електричну ланцюг послідовно. І тут їх використовують як реостати і служать для перетворення кутових чи лінійних переміщень на відповідні зміни струму. Розмір загального опору обмоткипотенциометра та її характеристика визначаються електричної схемою, де він працює.

>Потенциометри можна застосовувати в ланцюгах постійного або змінного струму низькою частоти.

Поруч із обертовими трансформаторами,тахогенераторами, елементами автоматичної відпрацювання електричних величин, різноманітних індикаторами тощо. буд. в автоматичних пристроях і системах обчислювальної техніки широко застосовуютьсяпотенциометри. Їх використовують вавтопилотах,автоштурманах, дистанційнихкомпасах, електричних паливо- ірасходомерах, дистанційнихтермометрах та інших телеметричних пристроях, соціальній та радіолокаційних станціях, в індикаторах кругового огляду.

Конструювання і особливо виробництвопотенциометров пов'язані з великими труднощами, що випливають із що висуваються допотенциометрам вимог. Зокрема, вони мають надійно працювати у складних кліматичних і температурних умовах, при швидкостях обертання, що сягають кілька тисяч обертів на хвилину, з обов'язковим збереженням стабільності і високої точності електричних характеристик.


1. Огляд і аналіз аналогічних конструкцій

>Проволочниепотенциометри характеризуються такими конструктивно – технологічними ознаками: електричні іточностние характеристики, моменттрогания, провід обмотки, каркаси, характеристикитокосъемного елемента,обмоточние дані.

>Проволочние кільцевіоднооборотниепотенциометри набули найбільшого поширення із усіх видівделителей напруженості із змінним опором. Дооднооборотнимпотенциометрам теж належать пластичні, дугові, стрижневі.

Є дві способу компонування конструкціїоднооборотнихпотенциометров.Потенциометр, застосовуваний у радіолокаційної техніці, є окремий прилад з велику кількість деталей, укладений у один кожух з елементами контактної групою.Потенциометри, використовувані вгироскопических, навігаційних та інших приладах і автоматах, зазвичай, складаються з цих двох конструктивних елементів: опору і рухомого контакту.

За конфігурацією каркасапотенциометри поділяються на кільцеві, пластичні, дугові і стрижневі.Каркаси може мати круглу, прямокутну, овальну, еліптичну інші форми поперечного перерізу. Кожен із зазначених видівпотенциометров ще раз розділити на одинарні, подвійні і потрійні.

Найпоширенішіпотенциометри з поступальним переміщенням движка, кільцеві з обмежено – круговим переміщенням, кільцеві і плоскі з необмежено – круговим переміщенням движка. До першої групи ставлятьсяпотенциометри, опір якихнамотано на каркас прямокутного перерізу.Движок такогопотенциометра переміщається по ребру каркаса з обмоткою,зачищенной від емалі.

Другу групу становлятьпотенциометри, конструкція опору яких принципово не відрізняється з першої групи. Каркас прямокутного перерізу з листового ізоляційного матеріалу зігнуть в каблучку й змонтовано в корпусі (рис. 2.1.).Движок ковзає по верхньому ребру від упора до упора визначений кут (до 330°).

>Рис. 2.1.Обмотка кільцевогопотенциометра знеограниченно-круговим обертанням движка.

З усього розмаїття резисторів змінного опору лінійні займають 92% всього виробленого обсягу, а функціональні припадає лише 8%.

Під час проектування необхідно враховувати електричні іточностние характеристики. До них відносять: електричне опір (від 1Ом до 50кОм), допуск (від 1% до 10%), точність відтворення функції, струм харчування (майже всіпотенциометри харчуються постійним струмом). З високоточнихпотенциометров найчастіше зустрічаютьсяоднооборотние кільцевіпотенциометри, рідше стрічкові і пластинчасті. Візьмемо за приклад потенціометр фірмиSpectrol (рис. 2.3). Вона має діаметр 33.33 мм, опір від 10Ом до 30кОм, допуск ±3%, точність лінійної характеристики ±0.5%, номінальну потужність розсіювання 2 Вт, важить лише 28 р, і може працювати у інтервалі температур – 55 до +>85°С.


>Рис 2.3. Стандартнийоднооборотний потенціометр (фірмиSpectrol).

Більшістьпотенциометров, схожих на цей містить точні шарикопідшипники, контактні кільця, клеми, одержані із шляхетних металів. Основні сполуки здійснюються зварюванням.

Серед сили-силенноїпотенциометров можна назвати такі класи якподстроечние і регулювальнірезистори. Відрізняються вони тим, що регулювальнірезистори розраховані те що, у процесі експлуатації опір змінюватиметься оператором залежно від потреби, аподстроечние передбачає разове чи періодичне зміна опору. Розглянемо докладнішеподстроечниерезистори.

>Подстроечниерезистори:

1. Прямокутні.

>Резисторимногооборотние з прямокутним переміщенням рухомий контактної системи, вироблениммикрометрическим гвинтом. Зміна опору від мінімального до максимального значення виробляється за 45 повних оборотів для резисторівСП5 –1В,СП5 –1В1,СП5 –4В,СП5 –4В1 і поза 60 оборотів для резисторівСП5 – 22,СП5 – 24,СП5 – 14,СП5 – 15.Резистори призначені до роботи на ланцюгах постійного і перемінного струму частотою 1000 гц та до 10000 гц.

2.Цилиндрические.

>Резисториподстроечние циліндричні одинарніоднооборотние з круглим переміщенням рухомий контактної системи, призначені до роботи на електричних ланцюгах постійного, перемінного й імпульсного струму.

3. Квадратні.

>Резисториподстроечниемногооборотние з круговим переміщенням рухомий контактної системи. Зміна опору від мінімального до максимального значення виробляється за 40 повних оборотів.Резистори призначені до роботи на ланцюгах постійного струму.

>Регулировочниерезистори (СП5– 35,СП5–40А) призначені до роботи на ланцюгах постійного і перемінного струму. Конструкція резисторів побудована погруботочной схемою, має двірезистивних елемента, у своїй рухливі системи управляються від однієї валу.СП5 – 39,СП5 – 44 –резистори регулювальнідесятиоборотние зі спіральнимирезистивними елементами, призначеними роботи у електричних ланцюгах постійного і перемінного струму.


2. Розрахунокпотенциометра

 

Розрахунок функціональногопотенциометра і двох частин:

1. Розрахунок еквівалентного лінійногопотенциометра.

2. Розрахунок профілю каркаса.

Основні величини, що характеризують потенціометр:

· R0 – загальне опір вОм;

· l0(>0) – робоча довжина каркаса чи робочий кут повороту движкапотенциометра (максимальне переміщення движка) в мм чи град.;

· D0 – середній розрахунковий діаметр каркаса в мм;

· М – висота каркаса лінійногопотенциометра в мм;

· b – ширина чи товщина каркаса в мм;

·d – діаметр дроти обмотки без ізоляції в мм;

·dі – діаметр дроти обмотки з ізоляцією в мм;

· – удільне опір матеріалу дроти на >Ом*мм2;

·t – крокнамотки, т. е. відстань міжсерединами двох сусідніх витків в мм;

· n – число витків обмотки.

;


2.1. Розрахунок еквівалентного лінійногопотенциометра

 

Лінійний потенціометр характеризується такими основними величинами: конструктивними –

· D0 = 40 мм;

·0 = 310 град.;

схемними, чи електричними –

· R0 = 470 >Ом;

· = 0.0005 >Ом*мм2;

·d = 0.19 мм;

·dі = 0.201 мм,

які через проміжні величини –

· l0 = 108 мм;

·t = 0.216 мм;

· n = 500;

·р = 0.2 %,

пов'язані такими залежностями:

Опір одного витка визначають за такою формулою:

Щільність струму:

>J = 7А/мм2.


Діаметр дроти вираховується за формулою

>Погонное опір дроти вираховується за формулою:

 >Ом/мм , де

мм

Висота каркасапотенциометра вираховується за формулою:

мм

Перевірка:

мм

мм

мм

2.2 Розрахунок профілю каркаса

 

Розрахунок функціональногопотенциометра доцільно розбити на частини.

1. Розрахунок еквівалентногопотенциометра, має таку ж, як в проектованого функціонального, основні величини D0,0, b, R0,, >d,>p.

Внаслідок цього розрахунку знайдемо величину М, т. е. висоту каркаса еквівалентного лінійногопотенциометра.

2. Розрахунок профілю каркаса. Розглянемо розрахунок функціональногопотенциометра із пласким профільним каркасом. Закон зміни опору цьогопотенциометра має відповідати заданої функціональної залежності. Відповідність визначається формою вирізу каркаса, т. е. його профілем.

Шлях, що відбувається ковзний движок з початку обмотки:

 

де D0 – середній розрахунковий діаметр каркаса;

> – повний кут повороту осі із двигуном.

При переміщенні движка на відстань lx опірпотенциометра зміниться на величину R. Для значень lx написати

,

або за переміщенні движка однією виток

.

Розділивши отримане значення R на удільне опір дроти, одержимо довжину одного витка

.


Така сама довжина витка має через геометричні розміри каркаса за такою формулою

lв = 2 (>H+b).

Прирівнявши отримані двома методами висловлювання довжини витка знайдемо:

=2(H+b),

звідки висота каркаса

.

Якщо кільцевого каркаса >dlx замінити на , то вираз набуде вигляду

.

Оскільки функція поставив у вигляді й безпосередньо з її отримати похідну не можна, то доцільно у вигляді

.


>Производную можна висунути зі рівняння

,

звідки .

>Производную можна знайти безпосередньо з рівняння заданої функції, і, нарешті, здебільшого є величиною постійної, т. е.

.

Отже,

.

Після підстановки отриманого висловлювання на формулу одержимо

.

З метою спрощення формули введемо позначення

,


тоді одержимо

 - b.

При малої товщині каркаса для попередніх розрахунків часто користуються спрощеної формулою

.

З огляду на технічне завдання, показовий закон зміни опору має вигляд:

,

отже

.

>Рис. 3.1. Загальний вид профілю каркаса


>Рис. 3.2. Робочий профіль каркаса



3. Обгрунтування прийнятих рішень

 

Під час розробкипотенциометров паралельно зі створенням оптимальної конструкції необхідно раціонально вибирати матеріали длярезистивного елемента іелектроизоляционних покриттів, для контактів, корпусів, каркасів, осей, елементів кріплення тощо. буд. Вибір дроту для обмоткипотенциометров залежить від пред'явлених до них вимог, для її виготовлення застосовують велику кількість різних сплавів, переважно: константан (сплав міді нікелю), ніхром (сплав річкою на хромонікелевої основі). Матеріал дроту для обмоткипотенциометров повинен мати високе удільне опір, малийТКС, стабільні властивості у часі, великукоррозионную стійкість, високу якість ізоляції, велику міцність на розрив мала відносне подовження при розтягненні.

>Константановая дріт( ГОСТ 5307 – 50) виготовляється з сплаву маркиНМц 40 -1.5 і то, можливо м'якої (М) та міцної (Т).Константан має удільне опір (0.5Ом мм2/м) іТКС (-0.000005 град.-1) менше, ніжнихромовая дріт.Нихром – кульгаво –никелевая дріт, якконстантановая, може або твердої (>неотоженной), або м'якої (>отоженной).Нихром має значно більше удільне опір, ніж константан, протеТКС від цього сплаву великий (-0.00013 град.-1), длянамотки високоточнихпотенциометров застосовувати дріт знихрома категорично не рекомендується. По вище зазначені причини матеріал якнамотки був обраний саме константан.

Зараз дріт для обмоткипотенциометров, що працюють у відповідальних схемах, зазвичай, має ізоляціювинифлекс чиметалвин. Для іншихпотенциометров застосовують дріт зі звичайною емалевої ізоляцією.

З огляду на розраховане кількість витків і коефіцієнт запасу рівний 2, відхилення від ухвалення закону зміни становить 1.6%, що у повною мірою задовольняє умовам проекту.

Для виготовлення каркасівпотенциометров використовують різноманітні матеріали. Критерієм для вибору матеріалу є її діелектричні,антикоррозионние і оптимальні властивості. Найчастіше їхнього виготовлення застосовують діелектрики (>текстолит,гетинакс, кераміка). Такі шаруваті структури яктекстолит є досить міцні конструкційні матеріали, які виготовляються з тканин та сполучних різальних смол. Як матеріалів для каркаса може і алюмінієві сплави, однак за своєму високому модулі пружності, вони здатні поглинати вібрацію, тоді як шаруваті структури з цим завданням добре справляються. У цьому курсовому проекті використовувався матеріалтекстолит Б. Він має у собі бавовняні тканини, просоченітермореактивними смолами (44-54%).Текстолит Б має підвищеної механічної міцністю, але невеличкийвлагопоглощаемостью (2%). Матеріал має питомим об'ємним опором 1010 >Ом*см3, температура розм'якання – 120° З.

Виходячи з цього необхідно обмежити сферу застосування розробленогопотенциометра. На його безвідмовної роботи не можна використовувати потенціометр в схемах, що працюють у умовах підвищеного вологості (тропіки) чи високої температури (пустельна область, екватор), також вкрай категорично не рекомендується застосовувати їх у морської корабельної чибуйковойРЭА. Цей потенціометр призначений від використання вРЭА, не настановленим високоточної роботи, в помірному кліматичному поясі не вище 3500 м вище над рівнем моря.



4. Опис конструкції по складальному кресленню

У цьому роботі описані конструкції різновидупотенциометров.Однооборотний дротовий потенціометр, як пристрій, єрезестивний елемент з дроту малого діаметрі з великимомическим опором, намотаний поряд на ізольований каркас.

У графічної частини представлений складальний креслення РБ й окремі елементипотенциометра: каркас з обмоткою (1), корпус (2), повзунок (3),ось(4),винти кріплення висновків обмотки (5), скоба (6), стопор (7), шайба (8).

На каркас (1) накладається обмоткапотенциометра що складається з дроту( матеріал –платина-никель).Крепление каркаса до корпусу здійснюється трьома гвинтами (5). На поверхніпотенциометра перебуває рухлива частина – повзунок (3), рух якого обмежуєтьсястопором (7).Стопор фіксується на корпусі у вигляді клеєння і скоби (6).Ползунок (3) фіксується на осі гвинтом. У корпус (2) вставляється скоба (6), закріплена своєю чергою у вигляді одного гвинта (5).

Конструкція кріпиться до корпусу приладу у вигляді гайки.


Укладання

 

У результаті даного курсового проекту було спроектований ірасчитан дротовийоднооборотний потенціометр. Проектування здійснювалося в такий спосіб, щоб потенціометр відповідав заданим параметрами і задовольняв запропонованим вимогам. Під час проектування конструкції даного дротяногопотенциометра основний педалювали спрощення конструкції вироби, що має спричинить йогоудешевленю. Основною з методів, з якого до цього йшли, було використання стандартних виробів.

Каркас спроектували в такий спосіб, аби реалізовувати показовий закон зміни величини опору, який надано в завданні.

I =U/R = 100 B / 470 >Ом = 0.213 А

>P = I2*R = 0.2132 А * 470Ом = 21.323 Вт


Список використаної літератури

 

1.Белевцев А. Т. «>Потенциометри», Машинобудування, Москва 1969 р.

2. Волков У. А. «Деталі й вузли радіоелектронної апаратури», «Енергія» Москва 1967 р.

3. Фірсов У. У.,Долженков М. У. «Пристрій функціональної електроніки іЭРЭ», ХАІ 1986 р.

4.Романичева А. До. «Розробка й конструкторської документаціїРЭА», довідкове посібник, Радіо і зв'язок, 1984 р.


Схожі реферати:

Навігація