Курсовая работа: Проектування низькоомного опору
Особливе місце серед усіх типів резисторів займають проволочні змінні резистори, які знаходять широке застосування в електронній апаратурі, різноманітних схемах автоматичного керування і регулювання, в електрообладнанні транспорту і вимірювальній техніці.
При усій простоті конструкції і технології виготовлення вони мають ряд недоліків: досить велика вартість; значна власна індуктивність та ємність; великі габарити в зв’язку з технологічними труднощами виготовлення тонких проводів з різних металів та сплавів.
Тим не менше змінні проволочні резистори незамінні в лабораторних дослідженях і в деяких видах апаратури, так як у них поряд з вищеописаними недоліками є ряд переваг:
- мінімальний температурний коефіцієнт опору (ТКС) і початковий стрибок опору;
- висока розділювальна здатність;
- легкість конструювання під задану функціональну залежність опору від кута повороту.
Остання їх перевага дозволяє застосовувати їх для електричного моделювання фізичних процесів в якості датчиків лінійних та кутових переміщень.
За допомогою потенціометрів (проволочних резисторів з більшою розділювальною здатністю і точністю) можливо не лише перетворити механічну величину в електричну, але й реалізувати потрібний функціональний зв’язок між цими величинами.
1 . АНАЛІЗ ТЗ
Згідно технічного завдання необхідно сконструювати резистор змінного опору з такими характеристиками:
- номінальний опір R = 470 Ом;
- номінальна потужність P = 1 Вт;
- розділювальна здатність d = 1%;
- температурний коефіцієнт опору ТКО = ±5×10-6 1/град;
- температурна е.р.с. Терс = -2 мкВ/град;
- контактний тиск P = 20 г/мм2 ;
- ресурс роботи 105 обертів;
- кут повороту j = 300° ;
- умови експлуатації:
кліматичні -- УХЛ 4.2 ГОСТ 15150-69, механічні -- IV ст.ж. ГОСТ 16962-72;
- випуск n = 1010 шт/рік.
Майбутній резистор має бути згідно ГОСТ 15150-69 по кліматичному виконанню експлуатованим в макрокліматичному районі з помірним та холодним кліматом в лабораторних, капітальних житлових і інших подібних приміщеннях [2. 6].
Механічні умови експлуатації IV ступеню жорсткості по ГОСТ 16962-71 передбачають вібраційні навантаження в діапазоні частот 1-80 Гц з максимальним прискоренням 5g, ударні навантаження 150g з тривалістю удару 1-3 мс та лінійні навантаження 100g.
Виходячи з даних, для забезпечення ТКО і Терс вибираємо в якості матеріалу для резистивного елемента серед наявних резистивних сплавів по [1.39] манганін – мідно-марганцевий сплав, що складається з 83¸86.5% міді, 11¸13.5% марганцю та 2.5¸3.5% нікелю. У манганіна r = = 0.42¸0.48 Ом×мм2 /м, ТКО = ±(5¸30)×10- 6 1/град, Терс = 1 мкВ/град.
Намотку резистивного елемента проводимо манганіновим проводом марки ПМТ – твердий, з ізоляцією в один шар з високоміцної емалі і діаметром жили від 0.02 до 0.8 мм.
Так як резистор повинен мати ресурс роботи 105 обертів, то необхідно забезпечити хороший контакт пружини струмознімача до резистивного проводу при мінімальному контактному зусиллі і надійну фіксацію встановленого опору.
Для резистивного каркасу раціонально вибрати плоский каркас, так як він займатиме менший об’єм ніж циліндричний.
Номінальна потужність майбутнього резистора рівна 1 Вт, що відносить його до класу резисторів середньої потужності, отже у нього великий перегрів буде відсутній.
Кут повороту рухомого контакта складає 300°, що говорить про те, що змінний резистор має бути одноповоротним і мати підковоподібну форму резистивного елемента.