CN104425087A - 一种可变电阻框架支撑的用于网格电阻元件 - Google Patents

Abstract

本发明可变电阻框架支撑的用于网格电阻元件具有某些相互绝缘或减震的框架构件以及对框架也绝缘和减震的电阻带。框架的构件或对金属构件予以绝缘,最好用塑模或压成板型的有机绝缘材料,即用一种诸如聚酯树脂之类的异分子物材料,并用金属散热板予以防护。在承受高热的部位的有机绝缘材料电阻用陶瓷绝料加以增补。

Description

一种可变电阻框架支撑的用于网格电阻元件

领域

一种可变电阻框架支撑的用于网格电阻元件属于电子工业领域。

（二）简介

可变电阻框架支撑的用于网格电阻元件具有某些相互绝缘或减震的框架构件以及对框架也绝缘和减震的电阻带.

框架的构件或对金属构件予以绝缘,最好用塑模或压成板型的有机绝缘材料,即用一种诸如聚酯树脂之类的异分子物材料,并用金属散热板予以防护.

在承受高热的部位的有机绝缘材料电阻用陶瓷绝料加以增补. 　

定义及应用

在一个散热电阻器上，有许多连成折扇状的导电电阻元件，它 们在一个刚性框架内由固定于该电阻元件环上的嵌销支撑着， 嵌销与上述框架构件所载的耐热绝缘元件紧密配合。此项改进 包括一个附加在该框架金属构件内表面上的有机材料绝缘板和 一个由该框架构件向内装设的金属散热板，前述耐热绝缘元件 通过该金属散热板凸出来。 　

只有电阻的网表计算静态工作点是很简单的，不过得是有限的网络。 

请查找非线性回归的Newton-Raphson算法，通过矩阵迭代使每个节点满足KCL，回路满足KVL,很快就能得到。

 可以解出线性和非线性网络的静态工作点。 

 

如果只是电阻的话， 可以简化为一系列的线性方程组，解方程的算法也很好写， 或者直接用matlab解电子元件是组成电子产品的基础，了解常用的电子元件的种类、结构、性能并能正确选用是学习、掌握电子技术的基本。

常用的电子元件有：电阻、电容、电感、电位器、变压器、三极管、二极管、IC等，就安装方式而言，目前可分为传统安装（又称通孔装即DIP）和表面安装两大类（即又称SMT或SMD）。

注：指在生产加工时不改变分子成分的电子类元件。

生产加工时改变分子类成分的电子类物品，称为电子器件。

俩者合称电子元器件，包括各类大小电器。

电阻

导体对电流的阻碍作用就叫该导体的电阻。

电阻小的物质称为电导体，简称导体。

电阻大的物质称为电绝缘体，简称绝缘体。

在物理学中，用电阻（resistance）来表示导体对电流阻碍作用的大小。导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。

不同的导体，电阻一般不同，电阻是导体本身的一种性质。

导体的电阻通常用字母R表示，电阻的单位是欧姆（ohm），简称欧，符号是Ω（希腊字母，音译成拼音读作 ōu mì gǎ ）。

比较大的单位有千欧（kΩ）、兆欧（MΩ）（兆=百万，即100万）。

电阻器简称电阻（Resistor，通常用“R”表示）是所有电子电路中使用最多的元件。

电阻的主要物理特征是变电能为热能，也可说它是一个耗能元件，电流经过它就产生内能。

电阻在电路中通常起分压分流的作用，对信号来说，交流与直流信号都可以通过电阻。

KΩ（千欧）， MΩ（兆欧），他们的换算关系是：

1TΩ=1000GΩ 1GΩ=1000MΩ 1MΩ=1000000Ω 1KΩ=1000Ω

电阻的阻值标法通常有色环法，数字法。色环法在一般的的电阻上比较常见。

电阻器的电气性能指标通常有标称阻值,误差与额定功率等。

它与其它元件一起构成一些功能电路，如RC电路等。

电阻是一个线性元件。说它是线性元件，是因为通过实验发现，在一定条件下，流经一个电阻的电流与电阻两端的电压成正比——即它是符合欧姆定律：I=U/R

常见的碳膜电阻或金属膜电阻器在温度恒定，且电压和电流值限制在额定条件之内时，可用线性电阻器来模拟。

如果电压或电流值超过规定值，电阻器将因过热而不遵从欧姆定律，甚至还会被烧毁。 

电阻的种类很多，通常分为碳膜电阻，金属电阻，线绕电阻等：它又包含固定电阻与可变电阻，光敏电阻，压敏电阻，热敏电阻等。

通常来说，使用万用表可以很容易判断出电阻的好坏：将万用表调节在电阻挡的合适挡位，并将万用表的两个表笔放在电阻的两端，就可以从万用表上读出电阻的阻值。

应注意的是，测试电阻时手不能接触到表笔的金属部分。

但在实际电器维修中，很少出现电阻损坏。

着重注意的是电阻是否虚焊，脱焊。

作用：

主要职能就是阻碍电流流过，应用于限流、分流、降压、分压、负载与电容配合作滤波器及阻匹配等.数字电路中功能有上拉电阻和下拉电阻。

分类

a.按阻值特性

固定电阻、可调电阻、特种电阻(敏感 电阻) 。

不能调节的，我们称之为固定电阻，而可以调节的,我们称之为可调电阻，常见的例如收音机音量调节的，主要应用于电压分配的，我们称之为电位器。

b.按制造材料

碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻，捷比信电阻，薄膜电阻等。

C.按安装方式

插件电阻、贴片电阻。

d.按功能分

负载电阻，采样电阻，分流电阻，保护电阻等，电阻的主要参数：

a、 标称阻值：标称在电阻器上的电阻值称为标称值.单位：Ω, kΩ, MΩ.标称值是根据国家制定的标准系列标注的，不是生产者任意标定的，不是所有阻值的电阻器都存在。

b、允许误差：电阻器的实际阻值对于标称值的最大允许偏差范围称为允许误差.误差代码:F 、 G 、 J、 K……（常见的误差范围是：0.01%，0.05%，0.1%，0.5%，0.25%，1%，2%,5% 等）。

c、额定功率：指在规定的环境温度下，假设周围空气不流通，在长期连续工作而不损坏或基本不改变电阻器性能的情况下，电阻器上允许的消耗功率，常见的有1/16W 、 1/8W 、 1/4W 、 1/2W 、 1W 、 2W 、 5W 、10W……

阻值和误差的标注方法

a、直标法—将电阻器的主要参数和技术性能用数字或字母直接标注在电阻体上。

eg: 5.1k Ω 5% 5.1k Ω J

b、文字符号法—将文字、数字两者有规律组合起来表示电阻器的主要参数：

eg: 0.1Ω=Ω1=0R1, 3.3Ω=3Ω3=3R3,3K3=3.3KΩ

c、色标法—用不同颜色的色环来表示电阻器的阻值及误差等级.普通电阻一般有4环表示，精密电阻用5环。

d、数码法

用三位数字表示元件的标称值。从左至右，前两位表示有效数位，第三位表示10^n(n=0～8)。当n=9时为特例，表示10^(-1)。

0-10欧带小数点电阻值表示为XRX,RXX. eg :

471=470Ω 105=1M 2R2=2.2Ω

色环电阻第一环如何确定

请参照色标法图片

a、四环电阻：

因表示误差的色环只有金色或银色，色环中的金色或银色环一定是第四环。

b、五环电阻：此为精密电阻。

(1)从阻值范围判断:因为一般电阻范围是0-10M,如果我们读出的阻值超过这个范围,可能是第一环选错了。

(2)从误差环的颜色判断:表示误差的色环颜色有银、金、紫、蓝、绿、红、棕，如里靠近电阻器端头的色环不是误差颜色，则可确定为第一环。

识别色环电阻的阻值

电子产品广泛采用色环电阻，其优点是在装配、调试和修理过程中，不用拨动元件，即可在任意角度看清色环，读出阻值，使用方便。一个电阻色环由4部分组成[不包括精密电阻] ，

四个色环的其中第一、二环分别代表阻值的前两位数；第三环代表10的幂；第四环代表误差。

从数量级来看，在体上可把它们划分为三个大的等级，即：金、黑、棕色是欧姆级的；红是千欧级，橙、黄色是十千欧级的；绿是兆欧级、蓝色则是十兆欧级的。这样划分一下也好记忆。所以要先看第三环颜色（倒数第2个颜色），才能准确。

第四环颜色所代表的误差：金色为5%；银色为10%；无色为20%。

选用常识

a.正确选有电阻器的阻值和误差:

阻值选用：原则是所用电阻器的标称阻值与所需电阻器阻值差值越小越好。

误差选用：时间常数RC电路所需电阻器的误差尽量小，一般可选5%以内，对退耦电路，反馈电路滤波电路负载电路对误差要求不太高，可选10%-20%的电阻器。

b.注意电阻器的极限参数:

额定电压：当实际电压超过额定电压时,即便满足功率要求，电阻器也会被击穿损坏。

额定功率：所选电阻器的额定功率应大于实际承受功率的两倍以上才能保证电阻器在电路中长期工作的可靠性。

c.要首选通用型电阻器：

通用型电阻器种类较多、规格齐全、生产批量大，且阻值范围、外观形状、体积大小都有挑选的余地，便于采购、维修。

d.根据电路特点选用:

高频电路：分布参数越小越好，应选用金属膜电阻、金属氧化膜电阻等高频电阻。

低频电路：绕线电阻、碳膜电阻都适用。

功率放大电路、偏置电路、取样电路：电路对稳定性要求比较高，应选温度系数小的电阻器。

退耦电路、滤波电路： 对阻值变化没有严格要求，任何类电阻器都适用。

e.根据电路板大小选用电阻:

敏感电阻器常识：

a、热敏电阻：

是一种对温度极为敏感的电阻器，分为正温度系数和负温度系数电阻器，选用时不仅要注意其额定功率、最大工作电压、标称阻值、更要注意最高工作温度和电阻温度系数等参数，并注意阻值变化方向。

b、光敏电阻：

阻值随着光线的强弱而发生变化的电阻器.，分为可见光光敏电阻、红外光光敏电阻、紫外光光敏电阻，选用时先确定电路的光谱特性。

c、压敏电阻：

是对电压变化很敏感的非线性电阻器，当电阻器上的电压在标称值内时，电阻器上的阻值呈无穷大状态，当电压略高于标称电压时，其阻值很快下降，使电阻器处于导通状态，当电压减小到标称电压以下时，其阻值又开始增加。

压敏电阻可分为无极性（对称型）和有极性（非对称型）压敏电阻，选用时，压敏电阻器的标称电压值应是加在压敏电阻器两端电压的2-2.5倍，另需注意压。

敏电阻的温度系数.

d、湿敏电阻：

是对湿度变化非常敏感的电阻器,能在各种湿度环境中使用，它是将湿度转换成电信号的换能器件，选用时应根据不同类型号的不同特点以及湿敏电阻器的精度、湿度系数、响应速度，湿度量程等进行选用。

注：电阻在低频的时候表现出来的主要特性是电阻特性，但在高频时，不仅表现出电阻特性，还表现出电抗特性的一面这在无线电方面（射频电路中尤其重要）。

电阻率

常见导体电阻率及计算

　　　物体电阻计算公式：R=ρL/S，其中，L为物体长度，S为物体的横截面积，比例系数ρ叫做物体的电阻系数或是电阻率，它与物体的材料有关，在数值上等于单位长度、单位面积的物体在20℃时所具有的电阻值。

R=1/G， 其中G为物体电导，导体的电阻越小，电导就越大，数值上等于电阻的倒数。单位是西门子，简称西，符号s。

标称额定功率：

线绕电阻系列：3W，4W，8W，10W，16W，25W，40W，50W，75W，100W，150W，250W，500W

非线绕电阻系列：0.05W，0.125W，0.25W，0.5W，1W，2W，5W

接地电流：在大地或在接地极中流过的电流。

接地导体：指构成地的导体，该导体将设备、电气器件、布线系统、或其他导体（通常指中性线）与接地极连接。

接地极：构成地的一种导体。

接地连接：用来构成地的连接，系由接地导体、接地极和围绕接地极的大地（土壤）或代替大地的导电体组成。

接地网：由埋在地中的互相连接的裸导体构成的一组接地极，用以为电气设备和金属结构提供共同地。

接地系统：在规定区域内由所有互相连接的多个接地连接组成的系统。

接地极地电阻：接地极与电位为零的远方接地极之间的欧姆律电阻。接地极互阻：指以欧姆为单位表示的，一个接地极1A直流电流变量在另一接地极产生的电压变量。

电位：指某点与被认为具有零电位的某等电位面（通常是远方地表面）间的电位差。

接触电压：接地的金属结构和地面上相隔一定距离处一点间的电位差。此距离通常等于最大的水平伸臂距离，约为1m。

跨步电压：地面一步距离的两点间的电位差，此距离取最大电位梯度方向上1m的长度。

接地极：指一个导体或一组导体，装设在输电线路下方，位于地面或地面上方，但绝大多数在地下，并与铁塔或电杆基础相连。

土壤电阻率：是指一个单位立方体的对立面之间的电阻，通常以Ω·m或Ω·cm为单位。

等效电阻

电阻相串联的电路，两端外加电压，各电阻上流过同一电流。

根据KVL规律，串联电阻的总电阻就称为串联等效电阻。

电路计算中，需把握电流相等这一原则。

1.电阻损坏的特点

电阻是电器设备中数量最多的元件，但不是损坏率最高的元件。电阻损坏以开路最常见，阻值变大较少见，阻值变小十分少见。常见的有碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻和保险电阻几种。前两种电阻应用最广，其损坏的特点一是低阻值（100Ω以下）和高阻值（100kΩ以上）的损坏率较高，中间阻值（如几百欧到几十千欧）的极少损坏；二是低阻值电阻损坏时往往是烧焦发黑，很容易发现，而高阻值电阻损坏时很少有痕迹。线绕电阻一般用作大电流限流，阻值不大。圆柱形线绕电阻烧坏时有的会发黑或表面爆皮、裂纹，有的没有痕迹。水泥电阻是线绕电阻的一种，烧坏时可能会断裂，否则也没有可见痕迹。保险电阻烧坏时有的表面会炸掉一块皮，有的也没有什么痕迹，但绝不会烧焦发黑。根据以上特点，在检查电阻时可有所侧重，快速找出损坏的电阻。

产业发展

随着世界电子信息产业的快速发展，作为电子信息产业基础的电子元件产业发展也异常迅速。2005年，世界电子元件市场需求约3000亿美元，占世界电子产品市场的15%，年均增长率10%左右，而新型电子元器件需求增长最快，约1500亿～1800亿美元。

电子元件正进入以新型电子元件为主体的新一代元器件时代，它将基本上取代传统元器件，电子元器件由原来只为适应整机的小型化及其新工艺要求为主的改进，变成以满足数字技术、微电子技术发展所提出的特性要求为主，而且是成套满足的产业化发展阶段。

中国电子工业持续高速增长，带动电子元件产业的强劲发展。中国已经成为扬声器、铝电解电容器、显像管、印制电路板、半导体分立器件等电子元件的世界生产基地。

电子元件的检测方法　

一、电阻的检测方法

1 固定电阻器的检测。

A 将两表笔(不分正负)分别与电阻的两端引脚相接即可测出实际电阻值。

为了提高测量的精度，应根据被测电阻标称值的大小来选择量程。由于欧姆挡刻度的非线性关系，它的中间一段分度较为精细，因此应使指针指示值尽可能落到刻度的中段位置，即全刻度起始的20%～80%弧度范围内，以使测量更准确。

根据电阻误差等级不同。

读数与标称阻值之间分别允许有±5%、±10%或±20%的误差。如不相符，超出误差范围，则说明该电阻值变值了。

B 注意：测试时，特别是在测几十kΩ以上阻值的电阻时，手不要触及表笔和电阻的导电部分；被检测的电阻从电路中焊下来，至少要焊开一个头，以免电路中的其他元件对测试产生影响，造成测量误差；色环电阻的阻值虽然能以色环标志来确定，但在使用时最好还是用万用表测试一下其实际阻值。

2 水泥电阻的检测。

检测水泥电阻的方法及注意事项与检测普通固定电阻完全相同。

3 熔断电阻器的检测。

在电路中，当熔断电阻器熔断开路后，可根据经验作出判断：若发现熔断电阻器表面发黑或烧焦，可断定是其负荷过重，通过它的电流超过额定值很多倍所致；如果其表面无任何痕迹而开路，则表明流过的电流刚好等于或稍大于其额定熔断值。对于表面无任何痕迹的熔断电阻器好坏的判断，可借助万用表R×1挡来测量，为保证测量准确，应将熔断电阻器一端从电路上焊下。若测得的阻值为无穷大，则说明此熔断电阻器已失效开路，若测得的阻值与标称值相差甚远，表明电阻变值，也不宜再使用。在维修实践中发现，也有少数熔断电阻器在电路中被击穿短路的现象，检测时也应予以注意。

5 正温度系数热敏电阻(PTC)的检测。检测时，用万用表R×1挡，具体可分两步操作：

A 常温检测(室内温度接近25℃)；将两表笔接触PTC热敏电阻的两引脚测出其实际阻值，并与标称阻值相对比，二者相差在±2Ω内即为正常。实际阻值若与标称阻值相差过大，则说明其性能不良或已损坏。

B 加温检测；在常温测试正常的基础上，即可进行第二步测试—加温检测，将一热源(例如电烙铁)靠近PTC热敏电阻对其加热，同时用万用表监测其电阻值是否随温度的升高而增大，如是，说明热敏电阻正常，若阻值无变化，说明其性能变劣，不能继续使用。注意不要使热源与PTC热敏电阻靠得过近或直接接触热敏电阻，以防止将其烫坏。

6 负温度系数热敏电阻(NTC)的检测。

(1)测量标称电阻值Rt 用万用表测量NTC热敏电阻的方法与测量普通固定电阻的方法相同，即根据NTC热敏电阻的标称阻值选择合适的电阻挡可直接测出Rt的实际值。但因NTC热敏电阻对温度很敏感，故测试时应注意以下几点：

A Rt是生产厂家在环境温度为25℃时所测得的，所以用万用表测量Rt时，亦应在环境温度接近25℃时进行，以保证测试的可信度。

B 测量功率不得超过规定值，以免电流热效应引起测量误差。

C 注意正确操作。测试时，不要用手捏住热敏电阻体，以防止人体温度对测试产生影响。

(2)估测温度系数αt 先在室温t1下测得电阻值Rt1，再用电烙铁作热源，靠近热敏电阻Rt，测出电阻值RT2，同时用温度计测出此时热敏电阻RT表面的平均温度t2再进行计算。

7 压敏电阻的检测。用万用表的R×1k挡测量压敏电阻两引脚之间的正、反向绝缘电阻，均为无穷大，否则，说明漏电流大。若所测电阻很小，说明压敏电阻已损坏，不能使用。

8 光敏电阻的检测。

A 用一黑纸片将光敏电阻的透光窗口遮住，此时万用表的指针基本保持不动，阻值接近无穷大。此值越大说明光敏电阻性能越好。若此值很小或接近为零，说明光敏电阻已烧穿损坏，不能再继续使用。

B 将一光源对准光敏电阻的透光窗口，此时万用表的指针应有较大幅度的摆动，阻值明显减些。

此值越小说明光敏电阻性能越好。

若此值很大甚至无穷大，表明光敏电阻内部开路损坏，也不能再继续使用。

C将光敏电阻透光窗口对准入射光线，用小黑纸片在光敏电阻的遮光窗上部晃动，使其间断受光，此时万用表指针应随黑纸片的晃动而左右摆动。

如果万用表指针始终停在某一位置不随纸片晃动而摆动，说明光敏电阻的光敏材料已经损坏。

Claims (5)

1.可变电阻框架支撑的用于网格电阻元件具有某些相互绝缘或减震的框架构件以及对框架也绝缘和减震的电阻带；

框架的构件或对金属构件予以绝缘,最好用塑模或压成板型的有机绝缘材料,即用一种诸如聚酯树脂之类的异分子物材料,并用金属散热板予以防护。

2.在承受高热的部位的有机绝缘材料电阻用陶瓷绝料加以增补. 　

阻碍电流流过，应用于限流、分流、降压、分压、负载与电容配合作滤波器及阻匹配等.数字电路中功能有上拉电阻和下拉电阻；

电阻器的实际阻值对于标称值的最大允许偏差范围称为允许误差.误差代码:F 、 G 、 J、 K……（常见的误差范围是：0.01%，0.05%，0.1%，0.5%，0.25%，1%，2%,5% 等）。

3.额定功率：指在规定的环境温度下，假设周围空气不流通，在长期连续工作而不损坏或基本不改变电阻器性能的情况下，电阻器上允许的消耗功率，有1/16W 、 1/8W 、 1/4W 、 1/2W 、 1W 、 2W 、 5W 、10W……

直标法—将电阻器的主要参数和技术性能用数字或字母直接标注在电阻体上；

eg: 5.1k Ω 5% 5.1k Ω J

eg: 0.1Ω=Ω1=0R1, 3.3Ω=3Ω3=3R3,3K3=3.3KΩ

色标法—用不同颜色的色环来表示电阻器的阻值及误差等级.普通电阻一般有4环表示，精密电阻用5环。

4.用三位数字表示元件的标称值；从左至右，前两位表示有效数位，第三位表示10^n(n=0～8)；当n=9时为特例，表示10^(-1)；

0-10欧带小数点电阻值表示为XRX,RXX. eg :

471=470Ω 105=1M 2R2=2.2Ω

色环电阻第一环如何确定

计算公式：R=ρL/S，其中，L为物体长度，S为物体的横截面积，比例系数ρ叫做物体的电阻系数或是电阻率，它与物体的材料有关，在数值上等于单位长度、单位面积的物体在20℃时所具有的电阻值；

R=1/G， 其中G为物体电导，导体的电阻越小，电导就越大，数值上等于电阻的倒数；单位是西门子，简称西，符号s；

标称额定功率：

线绕电阻系列：3W，4W，8W，10W，16W，25W，40W，50W，75W，100W，150W，250W，500W

非线绕电阻系列：0.05W，0.125W，0.25W，0.5W，1W，2W，5W

读数与标称阻值之间分别允许有±5%、±10%或±20%的误差；如不相符，超出误差范围，则说明该电阻值变值了。

5.几十kΩ以上阻值的电阻时，手不要触及表笔和电阻的导电部分；被检测的电阻从电路中焊下来，至少要焊开一个头，以免电路中的其他元件对测试产生影响，造成测量误差；色环电阻的阻值虽然能以色环标志来确定，但在使用时最好还是用万用表测试一下其实际阻值。