CN103325508B - 变阻器及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种变阻器及其制作方法，涉及电学领域，该变阻器为阻值连续变化的变阻器。该种变阻器包括：弹性绝缘外壳和填充所述弹性绝缘外壳的导电颗粒。该种变阻器的制作方法包括：将导电颗粒填充入弹性绝缘外壳中，所述弹性绝缘外壳具有开口；封闭所述弹性绝缘外壳的开口。

Description

变阻器及其制作方法

技术领域

本发明涉及电学领域，尤其涉及一种变阻器及其制作方法。

背景技术

变阻器是一种常用的电路元器件，其可以调节电阻阻值大小的装置，从而可以改变电路中电流的大小，起到限制电流、保护电路的作用，同时还可改变电路中电压的分配。

发明人在实现本发明的过程中发现，目前尚无一种阻值可以连续改变且结构较为简单的变阻器出现。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种变阻器及其制作方法，该变阻器为阻值连续变化的变阻器，且结构简单。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明的第一方面提供一种变阻器，弹性绝缘外壳和填充所述弹性绝缘外壳的导电颗粒。

所述变阻器还包括绝缘颗粒，所述绝缘颗粒和所述导电颗粒以一定比例混合，共同充满所述弹性绝缘外壳。

所述导电颗粒为镀有导体外壳的绝缘颗粒。

所述弹性绝缘外壳为筒状结构。

所述变阻器还包括：

绝缘塞，所述绝缘塞部分塞入所述弹性绝缘外壳的两端内；

接线柱，所述接线柱贯穿所述绝缘塞，一端接触所述弹性绝缘外壳内的所述导电颗粒，另一端延伸出所述绝缘塞。

所述绝缘塞具有支撑部和塞入部，所述支撑部的截面的尺寸大于所述塞入部的截面的尺寸，所述塞入部与所述弹性绝缘外壳匹配。

所述绝缘颗粒的材质包括绝缘树脂。

在本发明实施例所提供的技术方案中，提供了一种变阻器，该变阻器包括弹性绝缘外壳和填充所述弹性绝缘外壳的导电颗粒，弹性绝缘外壳内装入的导电颗粒的质量一定、体积也一定，所以，该变阻器的阻值仅与弹性绝缘外壳的长度有关。而弹性绝缘外壳的长度为连续可变的，所以该变阻器的阻值也为连续可变的。同时，该变阻器的结构较为简单，便于该变阻器的生产、使用和存储。

本发明的第二方面提供一种变阻器的制作方法，包括：

将导电颗粒填充入弹性绝缘外壳中，所述弹性绝缘外壳具有开口；

封闭所述弹性绝缘外壳的开口。

在所述将导电颗粒填充入弹性绝缘外壳中之前，还包括：

将接线柱刺入绝缘塞，所述接线柱贯穿所述绝缘塞；

将具有所述接线柱的绝缘塞塞入弹性绝缘外壳的一端；

所述将导电颗粒填充入弹性绝缘外壳中包括：

将以一定比例混合的导电颗粒和绝缘颗粒填充入一端被绝缘塞塞入的弹性绝缘外壳内；

所述封闭所述弹性绝缘外壳的开口包括：

将绝缘塞塞入弹性绝缘外壳的另一端；

将接线柱刺入位于所述弹性绝缘外壳的另一端的绝缘塞。

所述弹性绝缘外壳为筒状结构。

所述导电颗粒为镀有导体外壳的绝缘颗粒，所述绝缘颗粒的材质包括绝缘树脂。

本发明实施例所提供的技术方案，提供了一种变阻器的制作方法，该制作方法简便易行、成本低，且制作出来的变阻器可实现阻值的连续变化，并且易于使用、存储。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中的变阻器的结构示意图一；

图2为图1的A-A截面示意图；

图3a～3b为本发明实施例中的变阻器的结构示意图二；

图4为本发明实施例中的绝缘塞的结构示意图；

图5为本发明实施例中的变阻器的制作方法的流程图一；

图6为本发明实施例中的变阻器的制作方法的流程图二。

附图标记说明：

1—弹性绝缘外壳；2—导电颗粒；3—绝缘塞；

31—支撑部；32—塞入部；4—接线柱；

5—绝缘颗粒。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种变阻器，如图1和图2所示，该变阻器包括弹性绝缘外壳1和填充所述弹性绝缘外壳1的导电颗粒2。

众所周知，电阻元件的电阻值R大小一般与温度有关，还与电阻内的导体长度、横截面积、材料有关。当温度的变化不大时，电阻值可有公式表示：

$R=\mathrm{\ρ}\frac{L}{S}---\left(1\right)$

其中，（1）式中的ρ为电阻率，与材料有关；L为导体的长度；S为导体的横截面的面积。

需要说明的是，为了表示弹性绝缘外壳1内填充有所述导电颗粒2，导电颗粒2在图1和图2中以较为夸张的方法示出，实际上该导电颗粒2的尺寸通常为纳米级的，并且由于导电颗粒2为固体，在填充入弹性绝缘外壳1后，单位体积内的导电颗粒2的总数、导电颗粒2之间的距离都是基本不变的，故而弹性绝缘外壳1内各处的导电颗粒2的密集程度近似均一稳定，即弹性绝缘外壳1内各处的电阻率ρ都是近似相等的。

所以当对弹性绝缘外壳1施加轴向外力，使得弹性绝缘外壳1的长度发生变化时，其横截面积也会相应变化，但总的来说弹性绝缘外壳1的体积不变，其内部容积也不变；由于弹性绝缘外壳1内装入的导电颗粒2的质量一定、体积也一定，在弹性绝缘外壳1的容积不变的情况下，导电颗粒2的密集程度也近乎不变，所以无论弹性绝缘外壳1的形态如何发生变化，其内部各处的电阻率ρ都近乎不变且相等。

进一步的，（1）式还可变形为：

$R=\mathrm{\ρ}\frac{L}{S}=\mathrm{\ρ}\frac{L\×l}{S\×L}=\mathrm{\ρ}\frac{L^2}{V}---\left(2\right)$

（2）式中的V为装入弹性绝缘外壳1内的导电颗粒2的总体积，由前面的描述可知，弹性绝缘外壳1内装入的导电颗粒2的质量一定、体积也一定，所以，该变阻器的阻值仅与弹性绝缘外壳1的长度的平方有关，呈正比例关系。而弹性绝缘外壳1的长度为连续可变的，所以该变阻器的阻值也为连续可变的，并且由于变阻器的阻值仅与弹性绝缘外壳1的长度的平方呈正比例关系，因而该变阻器的阻值对弹性绝缘外壳1的长度的敏感度高，其阻值易调节。

可以理解的是，填充的包括导电颗粒2的固体材料可以在空间上伴随弹性绝缘外壳1有一定的可延展性或可挤压性；例如：采用球形的导电颗粒2相互间存在间隙，或者导电颗粒2具有一定弹性，或者导电颗粒2填充在弹性绝缘外壳1预留合适空间但不影响导电颗粒2相互之间的导电性能。

因此，本发明实施例的变阻器可以仅根据拉伸或压缩弹性绝缘外壳的长度，相应的连续改变变阻器自身的电阻值，进而设计出所需要的变阻器电阻变化数值；相比现有的滑动变阻器，无需缠绕在绝缘的瓷筒上的电阻丝，以及滑片等部件；并且改变了传统滑动变阻器的阻值并非可连续变化的调节方式（通常，传统滑动变阻器的最小可变阻值为一圈电阻丝的阻值）。

同时，该变阻器的结构较为简单，仅需要在上述结构的基础上，利用任何一种已知的密封方式将该弹性绝缘外壳1的两端封上，并从该弹性绝缘外壳1的两端分别引出一根接线柱，即可投入使用；并且由于结构简单，便于该变阻器的存储。

一般的，所述弹性绝缘外壳1的材质为橡胶等具有较优弹性且绝缘的材料，并且，为了方便制作和填充导电颗粒2，该弹性绝缘外壳1优选为筒状结构。

需要说明的是，虽然图1和图2中的弹性绝缘外壳1为圆筒状，但实际上弹性绝缘外壳1可为任意形状，本发明实施例对此不进行限定。

下面，提供一种密封该弹性绝缘外壳1的优选方法，仅为本发明实施例中的优选方式，不对密封弹性绝缘外壳1的方法进行限定。

在本发明的优选实施例中，如图3a和图3b所示，所述变阻器还包括：

绝缘塞3，所述绝缘塞3部分塞入所述弹性绝缘外壳1的两端内；

接线柱4，所述接线柱4贯穿所述绝缘塞3，一端接触所述弹性绝缘外壳1内的所述导电颗粒2，另一端延伸出所述绝缘塞3。

图4中的绝缘塞3具有支撑部31和塞入部32，所述支撑部31的截面的尺寸大于所述塞入部32的截面的尺寸，所述塞入部32与所述弹性绝缘外壳1匹配。

通常，塞入部32由具有一定弹性的材料制成，如塑胶。塞入部32塞入所述弹性绝缘外壳1后，可将弹性绝缘外壳1的两端密封上，通常，还可通过焊接等连接方式加强塞入部32和弹性绝缘外壳1之间的密封程度；支撑部31的截面的尺寸大于所述塞入部32的截面的尺寸，防止由于安装不当，使得整个绝缘塞3都被塞进弹性绝缘外壳1内，加强了绝缘塞3和弹性绝缘外壳1的匹配程度。

在将绝缘塞3安装入弹性绝缘外壳1后，接线柱4通过刺入绝缘塞3的方式与绝缘塞3配合，此外，结合图3a和图3b可知，接线柱4必须一端与弹性绝缘外壳1内的导电颗粒2接触，另一端延伸出所述绝缘塞3，悬空在绝缘塞3外部，提供接线的功能。当然，也可通过在绝缘塞3上设置预留孔，以实现接线柱4和绝缘塞3的配合。

需要说明的是，图3a和图3b中示出的绝缘塞3仅为较优的方案，实际上，可将弹性绝缘外壳1密封起来的绝缘塞3都可使用，例如，绝缘塞3可为轴向截面为梯形的旋转体。

进一步的，由于填充在弹性绝缘外壳1内的颗粒都为导体颗粒2时，无论如何改变该变阻器的形态，其阻值的变化范围较小，并不理想，所以，如图3a或3b所示，优选的，所述变阻器还包括绝缘颗粒5，所述绝缘颗粒5和所述导电颗粒2以一定比例混合，共同充满所述弹性绝缘外壳1，以获得电阻率ρ足够大且满足使用要求的电阻颗粒，进而获得阻值的变化范围理想的变阻器。所述比例可以根据变阻器的阻值变化范围的需要而设定，只需满足所述绝缘颗粒5不影响所述导电颗粒2的导电功能即可。例如：所述绝缘颗粒5与所述导电颗粒2的质量比为1:4或者1:1等。

由于当填充所述弹性绝缘外壳1内的颗粒都为导电颗粒2时，变阻器的阻值变化范围较小，可考虑将该种变阻器作为具有弹性的导线使用。

为了降低该变阻器的质量，所述绝缘颗粒5的材质包括绝缘树脂，例如聚四氟乙烯树脂、聚全氟乙烯树脂、环氧树脂等。导电颗粒2可为金属等导体材质制成的颗粒，但更优的方案为镀有导体外壳的绝缘颗粒，例如：镀有导体外壳的绝缘颗粒5。利用粉体技术，可实现在绝缘颗粒5外镀金属等导体材质的目的。

本发明实施例的技术方案，提供了一种变阻器，该变阻器包括弹性绝缘外壳和填充所述弹性绝缘外壳的导电颗粒，弹性绝缘外壳内装入的导电颗粒的质量一定、体积也一定，所以，该变阻器的阻值仅与弹性绝缘外壳的长度有关。本发明实施例的变阻器可以仅通过拉伸或压缩弹性绝缘外壳的长度，相应的改变变阻器自身的电阻值，无需通过滑片滑动接触电阻丝的方式改变电阻值；而且弹性绝缘外壳的长度为连续可变的，所以该变阻器的阻值也为连续可变的。同时，该变阻器的结构较为简单，便于该变阻器的生产、使用和存储。

进一步的，本发明实施例还提供了一种图1所示的变阻器的制作方法，如图5所示，包括：

步骤S101、将导电颗粒填充入弹性绝缘外壳中，所述弹性绝缘外壳具有开口；

步骤S102、封闭所述弹性绝缘外壳的开口。

为了制得如图3a和图3b所示的变阻器，其中，在步骤S101之前，如图6所示，还包括：

步骤S201、将接线柱刺入绝缘塞，所述接线柱贯穿所述绝缘塞；

步骤S202、将具有所述接线柱的绝缘塞塞入弹性绝缘外壳的一端；

进一步的，在步骤S202的基础上，如图6所示，步骤S101包括：

步骤S203、将以一定比例混合的导电颗粒和绝缘颗粒填充入一端被绝缘塞塞入的弹性绝缘外壳内；

则步骤S102包括：

步骤S204、将绝缘塞塞入弹性绝缘外壳的另一端；

步骤S205、将接线柱刺入位于所述弹性绝缘外壳的另一端的绝缘塞。

具体的，所述弹性绝缘外壳1为筒状结构。所述导电颗粒2为镀有导体外壳的绝缘颗粒5，所述绝缘颗粒5的材质包括绝缘树脂，例如聚四氟乙烯树脂、聚全氟乙烯树脂、环氧树脂等。

本发明实施例的技术方案，提供了一种变阻器的制作方法，该制作方法简便易行、成本低，且制作出来的变阻器可实现阻值的连续变化，并且易于使用、存储。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种变阻器，其特征在于，包括：

弹性绝缘外壳和填充所述弹性绝缘外壳的导电颗粒。

2.根据权利要求1所述的变阻器，其特征在于，

所述变阻器还包括绝缘颗粒，所述绝缘颗粒和所述导电颗粒以一定比例混合，共同充满所述弹性绝缘外壳。

3.根据权利要求1或2所述的变阻器，其特征在于，

所述导电颗粒为镀有导体外壳的绝缘颗粒。

4.根据权利要求1所述的变阻器，其特征在于，

所述弹性绝缘外壳为筒状结构。

5.根据权利要求1或4所述的变阻器，其特征在于，还包括：

绝缘塞，所述绝缘塞部分塞入所述弹性绝缘外壳的两端内；

接线柱，所述接线柱贯穿所述绝缘塞，一端接触所述弹性绝缘外壳内的所述导电颗粒，另一端延伸出所述绝缘塞。

6.根据权利要求5所述的变阻器，其特征在于，

所述绝缘塞具有支撑部和塞入部，所述支撑部的截面的尺寸大于所述塞入部的截面的尺寸，所述塞入部与所述弹性绝缘外壳匹配。

7.根据权利要求3所述的变阻器，其特征在于，

所述绝缘颗粒的材质包括绝缘树脂。

8.一种变阻器的制作方法，其特征在于，包括：

将导电颗粒填充入弹性绝缘外壳中，所述弹性绝缘外壳具有开口；

封闭所述弹性绝缘外壳的开口。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述将导电颗粒填充入弹性绝缘外壳中之前，还包括：

将接线柱刺入绝缘塞，所述接线柱贯穿所述绝缘塞；

将具有所述接线柱的绝缘塞塞入弹性绝缘外壳的一端；

所述将导电颗粒填充入弹性绝缘外壳中包括：

将以一定比例混合的导电颗粒和绝缘颗粒填充入一端被绝缘塞塞入的弹性绝缘外壳内；

所述封闭所述弹性绝缘外壳的开口包括：

将绝缘塞塞入弹性绝缘外壳的另一端；

将接线柱刺入位于所述弹性绝缘外壳的另一端的绝缘塞。

10.根据权利要求8所述的变阻器的制作方法，其特征在于，

所述弹性绝缘外壳为筒状结构。

11.根据权利要求9所述的变阻器的制作方法，其特征在于，

所述导电颗粒为镀有导体外壳的绝缘颗粒，所述绝缘颗粒的材质包括绝缘树脂。