JPS6325482B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、デジタル設定・表示形のポテンシ
ヨメータに関するもので、その目的とするところ
は、機械的振動・衝撃やあるいは熱衝撃等に強い
高精度の、かつ設定操作が簡単な10進数値表示の
デジタルポテンシヨメータを提供することにあ
る。

周知のとおり、高精度の抵抗形ポテンシヨメー
タとして巻線形ポテンシヨメータが一般に使用さ
れているが、この巻線形ポテンシヨメータは抵抗
一角度の特性がリニアな変化を示すアナログ設定
のため、分解能は非常に良いものである。しかし
ながら、この種のポテンシヨメータは抵抗体上を
摺動子が移動する構成のため、機械的振動・衝撃
あるいは熱などの影響で摺動子の設定ずれが生じ
ることを免れ得ず、さらには大気による抵抗体の
抵抗値の変化あるいは接触抵抗値の変化によつて
も設定値ずれが生じ、設定に対する安定性は良い
とは言えないものである。

この発明は上述の点に鑑みて提案されたもの
で、機械的振動等による設定ずれを防ぎ、かつ湿
度等の影響を受けないような精度の高いデジタル
設定出力形のポテンシヨメータを構成したことを
特長としている。

以下、この発明の一実施例を図面を参照しなが
ら説明する。

第１図はこの発明に係る三桁のデジタルポテン
シヨメータを示す外観図で、この三桁のデジタル
ポテンシヨメータ１はそれぞれ一桁の数値（０〜
９）を設定できるデジタルポテンシヨメータユニ
ツト１１，１２，１３を並列し、背面の接続端子
を配線して構成しており、各ユニツト前面の押し
ボタン１１ａ，１２ａ，１３ａを押圧することに
よつてユニツト内のダイアルを回転させ、ダイア
ル外周部に印字された数値（０〜９）を表示窓１
１ｂ，１２ｂ，１３ｂより表示させて出力電圧値
を設定している。

第２図に、デジタルポテンシヨメータ１の各ユ
ニツト内に収納しているセラミツクで形成された
プリント基板２の印刷配線パターンを示すが、プ
リント基板２上には19個の同一抵抗値から成る厚
膜形成した抵抗体R₁〜R₁₉を配設し、かつ各抵抗
体はガラスでオーバコートしてあり、そのうち抵
抗体R₁〜R₁₀を直列接続し各抵抗体の接続点から
導出したP₁〜P₉のポジシヨン電極を形成し、抵
抗体R₁の一端からはポジシヨン電極P₀を形成す
るとともに接続端子T₀に接続し、また抵抗体R₁₀
の一端は接続端子T₁に接続している（回路Ａ）。

一方、抵抗体R₁₁〜R₁₉も直列接続しており、
各抵体の接続点から導出したポジシヨン電極P₁₁
〜P₁₈を形成し、その両端の抵抗体R₁₁およびR₁₉
からはポジシヨン電極P₁₀およびP₁₉を導出させる
とともにポジシヨン電極P₁₉は接続端子T₂に接続
させている（回路Ｂ）。C₁，C₂はそれぞれコモン
電極で、このコモン電極C₁を固定側とし可動側
としての前記ポジシヨン電極P₀〜P₉に摺動接触
させて電極切換えを行う摺動子S₁と、コモン電極
C₂を固定側とし可動側として前記ポジシヨン電
極P₁₀〜P₁₉に摺動接触させて電極切換えを行う摺
動子S₂とを連動可能に独立形成しダイアル（図示
せず）側面に取着させている。そしてコモン電極
C₁，C₂はそれぞれ接続端子Tc₁，Tc₂に接続して
いる。

上述のプリント基板２の回路構成を略示すると
第３図のようになる。一桁のポテンシヨメータと
して使用する場合は、１ユニツトの回路Ａ部分の
みを用い、回路Ｂ部分の方は使用しない。すなわ
ち接続端子T₁とT₀間に電圧Ｖボルトを印加した
とき、たとえばダイアルによる摺動子S₁の設定が
ポジシヨン電極P₂にあるとき（表示値２）は接
続端子Tc₁とT₀間にＶ×（２／10）ボルトの電圧
が出力され、またダイアル設定が“０”であれば
摺動子S₁はポジシヨン電極P₀に切換わり電圧Ｖ
×（０／10）＝０ボルトが出力され、“９”であれ
ばポジシヨン電極P₉に摺動子S₁が切換わり電圧
Ｖ×（９／10）ボルトが出力される。

次に多桁のポテンシヨメータを構成する場合に
は、たとえば第１図のような３ユニツトを使用す
る三桁のポテンシヨメータを考えると、第４図の
回路のような配線になるが、最下位桁のユニツト
１１のみは一桁のポテンシヨメータと同様に回路
Ａだけを使用し、他の桁は回路Ａおよび回路Ｂを
共に使用して回路配線を行う。配線の方法はまず
最上位桁のユニツト１３の接続端子Tc₁から次桁
のユニツト１２の接続端子T₀に接続し、ユニツ
ト１２の接続端子Tc₁からさらに次桁のユニツト
１１の接続端子T₀に接する。この場合最下位桁
のユニツトであるので回路Ｂを使用せず、接続端
子T₁から上位桁ユニツト１２の回路Ｂに含まれ
る接続端子T₂に配線し、ユニツト１２の回路Ｂ
内の接続端子Tc₂から最上位桁ユニツト１３の接
続端子T₂に配線し、ある抵抗値を有する直列回
路を形成している。したがつて最上位桁ユニツト
１３の接続端子Tc₂およびT₀間に電圧Ｖボルトを
入力し、最下位桁ユニツト１１の接続端子Tc₁と
最上位桁ユニツト１３の接続端子T₀間から設定
電圧V₀ボルトを出力するように構成している。
この構成からわかるように回路Ｂから取出される
抵抗値は常に９の補数となるように形成してい
る。具体例を上げて説明すると、たとえば入力電
圧1000ボルトに対して472ボルトを出力させると
すると、この場合出力電圧値が三桁であるので第
１図に示すような３ユニツトからなる三桁のデジ
タルポテンシヨメータを用いなければならない。
各ユニツトにはそれぞれ10²の位、10¹の位、10⁰
の位の重みを持たせるため、各ユニツトの抵抗体
の抵抗値をそれぞれ下位桁の10倍の抵抗値として
いる。ここでは10⁰位の抵抗体は１キロオーム、
10¹位の抵抗体は10キロオーム、10²位の抵抗体は
100キロオームとする。まず10²位の設定値は
“４”であるので回路Ａにおいて摺動子S₁はポジ
シヨン電極P₄に接触し、接続端子Tc₁とT₀間には
400キロオームが現われるとともに回路Ｂにおけ
る摺動子S₂も連動しポジシヨン電極P₁₄に切換わ
り、ポジシヨン電極P₁₀とポジシヨン電極P₁₄間に
は４キロオームが現われるが、回路Ｂは９の補数
が導出されるようにしているため、接続端子Tc₂
とT₂間には500（＝900−400）キロオームが現わ
れる。同様にして10¹位の設定値は“７”である
ので、接続端子Tc₁とT₀間には70キロオーム、接
続端子Tc₂とT₂間には20（＝90−70）キロオーム
が現われ、10⁰位の設定値は“２”であるので接
続端子Tc₁とT₀間には２キロオームが現われる。
（最下位桁であるので回路Ｂは使用しない。）すな
わち、10⁰位のユニツトの接続端子Tc₁と10²位の
ユニツトの接続端子T₀間には、472（＝400＋70＋
２）キロオームが現われ、また10²位のユニツト
の接続端子Tc₂とT₀間にはカスケード接続された
抵抗体の抵抗値1000（＝（400＋500）＋（70＋20）＋
10）キロオームが現われることになる。したがつ
て、10²位のユニツトの接続端子Tc₂とT₀間に印
加した電圧1000ボルトは設定どおりに分圧され、
10⁰位のユニツトの接続端子Tc₁と10²位のユニツ
トの接続端子T₀の間に472（＝1000×（472／
1000））ボルトが出力される。

以上詳述したように、この発明ではユニツト内
に収納したプリント基板上に厚膜形成した抵抗体
を配設し、これらの抵抗体を直列接続した回路を
２回路形成して各抵抗体の接続点から電極を導出
させ、これらの電極上を各回路の摺動子が連動し
て摺動するように構成しているので、機械的振動
や衝撃、あるいは熱衝撃などで摺動子が多少ずれ
ても設定抵抗値のずれがなく正確な10進数値の出
力電圧を送出することが可能であり、また抵抗体
表面をガラスでオーバコートしプリント基板も絶
縁性の高いセラミツク基板を使用しているので湿
度による抵抗値変化もないというような効果を奏
するものであり、かつ直列抵抗回路を２回路形成
したことにより、その組合わせで多桁のデジタル
ポテンシヨメータを提供することができ分解能を
高めることができるというような効果をも奏す
る。

なお、この発明は上述の実施例に限定されるも
のではなく、プリント基板に形成した抵抗体の抵
抗値を変えることにより種々の多桁デジタルポテ
ンシヨメータを製作することが可能である。また
各ユニツトの接続端子の配線方法も限定されるも
のではない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係るデジタルポ
テンシヨメータの外観図、第２図は上記実施例の
ユニツト内に収納されたプリント基板の配線パタ
ーンを示す概略図で、第３図はその回路構成図、
第４図は三桁の場合の配線回路説明図である。 １……デジタルポテンシヨメータ、２……プリ
ント基板、C₁，C₂……コモン電極、P₀〜P₁₉……
ポジシヨン電極、R₁〜R₁₉……抵抗体、T₀，T₁，
Tc₁，T₂，Tc₂……接続端子、S₁，S₂……摺動
子。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 同心円状に形成された第１および第２のコモ
   ン電極C₁，C₂と、前記第１および第２のコモン
   電極C₁，C₂周辺にそれぞれ０ポジシヨンから９
   ポジシヨンまで10個の互いに絶縁された電極を同
   心円状に並設した第１および第２のポジシヨン電
   極群P₀〜P₉，P₁₀〜P₁₉とを形成し、さらに前記第
   １および第２のポジシヨン電極群P₀〜P₉，P₁₀〜
   P₁₉それぞれの０〜９ポジシヨン電極の各隣接電
   極間に同一抵抗値の厚膜抵抗体R₁〜R₉，R₁₁〜
   R₁₉を配設し、かつ前記第１および第２のコモン
   電極C₁，C₂と第１のポジシヨン電極群P₀〜P₉の
   ０ポジシヨン電極P₀と第２のポジシヨン電極群
   P₁₀〜P₁₉の９ポジシヨン電極P₁₉とは直接に、前
   記第１のポジシヨン電極群P₀〜P₉の９ポジシヨ
   ン電極P₉は前記厚膜抵抗体R₁〜R₉，R₁₁〜R₁₉と
   同一抵抗値の厚膜抵抗体R₁₀を介してそれぞれ接
   続された第１ないし第５の接続端子Tc₁，Tc₂，
   T₀，T₂，T₁を設けて成るプリント基板２を備え
   るとともに、外部操作により動作するダイアル
   に、前記第１のコモン電極C₁と第１のポジシヨ
   ン電極群P₀〜P₉の一電極、および前記第２のコ
   モン電極C₂と第２のポジシヨン電極群P₁₀〜P₁₉の
   一電極をそれぞれ導通させるように連動可能に取
   着形成した第１および第２の摺動子S₁，S₂を設
   け、前記ダイアルによつて設定された０〜９の数
   値に対応して、前記第１および第２のポジシヨン
   電極群P₀〜P₉，P₁₀〜P₁₉の各極を前記第１および
   第２の摺動子S₁，S₂で切換えて抵抗値を可変する
   ことにより、入力電圧を分圧して設定電圧を出力
   するように構成したことを特徴とするデジタルポ
   テンシヨメータ。 ２ 同心円状に形成された第１および第２のコモ
   ン電極C₁，C₂と、前記第１および第２のコモン
   電極C₁，C₂周辺にそれぞれ０ポジシヨンから９
   ポジシヨンまで10個の互いに絶縁された電極を同
   心円状に並設した第１および第２のポジシヨン電
   極群P₀〜P₉，P₁₀〜P₁₉とを形成し、さらに前記第
   １および第２のポジシヨン電極群P₀〜P₉，P₁₀〜
   P₁₉それぞれの０〜９ポジシヨン電極の各隣接電
   極間に同一抵抗値の厚膜抵抗体R₁〜R₉，R₁₁〜
   P₁₉を配設し、かつ前記第１および第２のコモン
   電極C₁，C₂と第１のポジシヨン電極群P₀〜P₉の
   ０ポジシヨン電極P₀と第２のポジシヨン電極群
   P₁₀〜P₁₉の９ポジシヨン電極P₁₉とは直接に、前
   記第１のポジシヨン電極群P₀〜P₉の９ポジシヨ
   ン電極P₉は前記厚膜抵抗体R₁〜R₉，R₁₁〜P₁₉と
   同一抵抗値の厚膜抵抗体R₁₀を介してそれぞれ接
   続された第１ないし第５の接続端子Tc₁，Tc₂，
   T₀，T₂，T₁を設けて成るプリント基板２を備え
   るとともに、外部操作により動作するダイアル
   に、前記第１のコモン電極C₁と第１のポジシヨ
   ン電極群P₀〜P₉の一電極、および前記第２のコ
   モン電極C₂と第２のポジシヨン電極群P₁₀〜P₁₉の
   一電極をそれぞれ導通させるように連動可能に取
   着形成した第１および第２の摺動子S₁，S₂を設
   け、前記ダイアルによつて設定された０〜９の数
   値に対応して、前記第１および第２のポジシヨン
   電極群P₀〜P₉，P₁₀〜P₁₉の各極を前記第１および
   第２の摺動子S₁，S₂で切換えて抵抗値を可変する
   ことにより、入力電圧を分圧して設定電圧を出力
   するように構成して成るデジタルポテンシヨメー
   タユニツトをＮ個並設し、各デジタルポテンシヨ
   メータユニツトの隣接ユニツト間において、上位
   桁ユニツトの第１の接続端子Tc₁と下位桁ユニツ
   トの第３の接続端子T₀との端子間、および最下
   位桁ユニツトを除き上位桁ユニツトの第４の接続
   端子T₂と下位桁ユニツトの第２の接続端子Tc₂と
   の端子間をそれぞれ配線接続し、さらに最下位桁
   ユニツトの第５の接続端子T₁とこの最下位桁ユ
   ニツトと隣接する上位桁ユニツトの第４の接続端
   子T₂との端子間を配線接続し、最上位桁ユニツ
   トの第３の接続端子T₀と第２の接続端子Tc₂との
   端子間に入力電圧を入力した際に最上位桁ユニツ
   トの第３の接続端子T₀と最下位桁ユニツトの第
   １の接続端子Tc₁との端子間に出力電圧を出力す
   るように成し、ダイアル設定した10進数のＮ桁数
   値に対応する電圧値を出力し得るように構成した
   ことを特徴とするデジタルポテンシヨメータ。