RU13721U1

RU13721U1 - PRECISE WEAR-RESISTANT THICK-FILM ADJUSTABLE RESISTOR

Info

Publication number: RU13721U1
Application number: RU99114586/20U
Authority: RU
Inventors: С.А. Гоглов; Е.А. Тепанов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Пленочная технология и микрообработка"
Priority date: 1999-07-01
Filing date: 1999-07-01
Publication date: 2000-05-10

Abstract

1. Точный износоустойчивый толстопленочный регулируемый резистор, содержащий подложку из изоляционного материала, нанесенные на нее в зоне дорожки скольжения подвижного контакта многочисленные проводниковые полоски, а также резистивный слой, нанесенный на подложку поверх проводниковых полосок и в промежутках между ними, отличающийся тем, что по крайней мере часть резистивного слоя, формирующая характеристику сопротивления, размещена в зоне дорожки скольжения.2. Регулируемый резистор по п.1, отличающийся тем, что на вышеуказанную подложку в вышеуказанной зоне дорожки скольжения нанесена по крайней мере одна продолжающаяся контактная площадка, выполненная проводниковым материалом и покрытая по крайней мере одной полоской из резистивного материала.3. Регулируемый резистор по любому из пп. 1 и 2, отличающийся тем, что на вышеуказанную подложку нанесена дополнительная дорожка скольжения дополнительного подвижного контакта, причем часть дополнительной дорожки скольжения выполнена проводниковым материалом и покрыта полосками из резистивного материала, а другая часть выполнена резистивным материалом и отделена от вышеуказанной части, выполненной проводниковым материалом, участком из изоляционного материала.1. An exact wear-resistant thick-film adjustable resistor containing a substrate of insulating material, numerous conductive strips deposited on it in the sliding track area of the movable contact, as well as a resistive layer deposited on the substrate on top of the conductive strips and in the spaces between them, characterized in that at least at least a part of the resistive layer forming the characteristic of resistance is located in the zone of the slip track. 2. The adjustable resistor according to claim 1, characterized in that at least one ongoing contact pad made of a conductive material and coated with at least one strip of resistive material is applied to the above substrate in the above region of the slide track. Adjustable resistor according to any one of paragraphs. 1 and 2, characterized in that an additional sliding track of an additional movable contact is applied to the above substrate, wherein part of the additional sliding track is made of conductive material and coated with strips of resistive material, and the other part is made of resistive material and is separated from the above part made of conductive material, plot of insulating material.

Description

Точный износоустойчивый толстопленочный регулируемый резистор Описание полезной моделиPrecise Wear Resistant Thick Film Adjustable Resistor Utility Model Description

Полезная модель относится к электронной технике, а именно к конструкции регулируемого резистора.The utility model relates to electronic equipment, namely to the design of an adjustable resistor.

Регулируемые резисторы применяются в датчиках реостатного типа, преобразующих перемещение в электрическое сопротивление, в частности, в датчиках указателей уровня топлива автомобилей. Известны два основных типа регулируемых резисторов, применяемых в таких датчиках.Adjustable resistors are used in rheostatic type sensors that convert movement to electrical resistance, in particular, in fuel gauge sensors. There are two main types of adjustable resistors used in such sensors.

Первый тип - бездискретный регулируемый резистор с резистивным слоем в зоне дорожки скольжения, раскрытый в патенте US 5,051,719, - имеет высокую стойкость к механическому износу при повторяюпщхся перемещениях подвижного контакта. Однако различное удельное сопротивление материала резистивного слоя индивидуальных регулируемых резисторов и даже незначительные сдвиги между реальной и расчетной траекториями скольжения подвижного контакта, возникаюпще посредством производственных допусков при сборке, являются причинами значительных погрешностей характеристики сопротивления. Больщая точность характеристики может быть достигнута калибровкой регулируемого резистора в составе датчика, однако это ведет к усложнению изготовления изде.11ия, а в случае различных изготовителей регулируемого резистора и датчика либо затруднительно, либо невозможно.The first type — a discless adjustable resistor with a resistive layer in the area of the slide track, disclosed in US Pat. No. 5,051,719 — has high resistance to mechanical wear during repeated movements of the movable contact. However, the different resistivity of the material of the resistive layer of individual adjustable resistors and even insignificant shifts between the real and calculated sliding paths of the moving contact, arising through manufacturing manufacturing tolerances during assembly, are the causes of significant errors in the resistance characteristics. Greater accuracy of the characteristic can be achieved by calibrating the adjustable resistor in the sensor, but this complicates the manufacture of the product, and in the case of various manufacturers of the adjustable resistor and sensor it is either difficult or impossible.

Другой тип - дис1фетный регулируемый резистор с многочисленнывш проводниковыми полосками в зоне дорожки скольжения, раскрытый в патенте DE 2932714. Применение гфоводниковых полосок, разделяющих сплошной резистивный слой на отдельные элементы согфотивления, соединенные последовательно, уменьшает погрешности характеристики сопротивления, вызываемые разным удельным сопротивлением индивид а.1п.ных регулируемыхAnother type is a variable adjustable resistor with numerous conductor strips in the area of the slide path, disclosed in DE 2932714. The use of water-vapor strips dividing the continuous resistive layer into separate co-phasing elements connected in series reduces the resistance characteristics errors caused by different resistivity of the individual a.1p . adjustable

Н01С 10/30 резисторов. Использование продольной ориентации проводниковых полосок позволяет снизитьH01C 10/30 resistors. Using the longitudinal orientation of the conductor strips reduces

погрешности характеристики сопротивления, возникаюпще посредством щ)оизводственных допусков при сборке датчиков. Однако непосредственное контактирование подвижного контакта с проводниковыми полосками является причиной значительного, вплоть до сквозного, механического износа проводниковых полосок, приводящего к выходу регулируемого резистора, а следовательно и датчика из строя. Это происходит, например, при многократно повторяющихся перемещениях подвижного контакта, вызываемых колебаниями топлива в баке при уровне топлива меньшем уровня расположения регулируемого резистора.errors in the resistance characteristic arising by means of production tolerances during the assembly of sensors. However, the direct contact of the movable contact with the conductive strips is the reason for the significant, up to through, mechanical wear of the conductive strips, leading to the output of the adjustable resistor, and therefore the sensor, as well. This happens, for example, with repeatedly repeated movements of the movable contact caused by fuel fluctuations in the tank at a fuel level lower than the level of the adjustable resistor.

Проблема механического износа проводниковых полосок решена в регулируемом резисторе, раскрытом в патенте US 4,931,764, имеющем защитное резистивное покрытие частей проводниковых полосок, находящихся в зоне дорожки скольжения. П(Щ)ытие позволяет значительно снизить механический износ без существенного ухудшения переходного сопротивления в точке ко1ггактирования, но удаленность траектории скольжения подвижного контакта от частей резистивного слоя, формирующих характеристику сопротивления регулируемого резистора, приводит к возникновению погрешностей, вносимых собственным сопротивлением проводниковых полосок. Это сопротивление тем больше, чем уже и длиннее части проводниковых полосок между участками резистивного слоя, форлшрующими характеристику сопротивления, и траекторией скольжения подвижного контакта. Между тем, точность характеристики сопротивления регулируемого резистора, определяемая дискретностью, тем выше, чем уже плотно размещенные проводниковые полоски. Погрешности, вносимые собственным сопротивлением проводниковых полосок, в разных точках характеристики сопротивления регулируемого резистора неодинаковы из-за различной длины вышеуказанных частей проводниковых полосок.The problem of mechanical wear of the conductor strips is solved in the adjustable resistor disclosed in US Pat. No. 4,931,764 having a protective resistive coating of parts of the conductor strips located in the area of the slide track. P (U) can significantly reduce mechanical wear without significant deterioration of the transition resistance at the coupling point, but the remoteness of the sliding contact path of the moving contact from the parts of the resistive layer forming the resistance characteristic of the adjustable resistor leads to errors caused by the intrinsic resistance of the conductor strips. This resistance is the greater, the narrower and longer the parts of the conductor strips between the sections of the resistive layer that route the resistance characteristic and the sliding path of the movable contact. Meanwhile, the accuracy of the resistance characteristics of the adjustable resistor, determined by the discreteness, the higher, the already densely placed conductive strips. Errors introduced by the intrinsic resistance of the conductive strips at different points of the resistance characteristics of the adjustable resistor are not the same due to the different lengths of the above parts of the conductive strips.

Кроме того, покрытие частей узких, плотно размещенных проводниковых полосок такими же узкими полосками из резистивного материала затрудняет изготовление регулируемого резистора из-за сложности их совмещения и риска замыкания резистивным материалом соседних проводниковых полосок с искажением характеристики сопротивления регулируемогоIn addition, the coating of parts of narrow, densely placed conductive strips with the same narrow strips of resistive material makes it difficult to manufacture an adjustable resistor due to the complexity of their combination and the risk of shorting the neighboring conductive strips with resistive material with a distortion of the resistance characteristic of the adjustable

резистора.resistor.

Задачей, на решение которой направлена настоящая полезная модель, является устранение погрешностей характеристики сопротивления регулируемого резистора, вносимых собственным сопротивлением проводниковых полосок, а также упрощение конструкции с целью облегчения щюцесса его изготовления при сохранении высокой износостойкости дорожки скольжения.The problem to which the present utility model is directed is to eliminate the errors in the resistance characteristics of the adjustable resistor introduced by the own resistance of the conductor strips, as well as simplifying the design in order to facilitate the process of its manufacture while maintaining high wear resistance of the sliding track.

В регулируемом резисторе по настоящей полезной модели части резистивного слоя, формирующие характеристику сопротивления, размещаются на подложке из изоляционного материала в зоне дорожки скольжения поверх многочисленных проводниковых полосок. Такое размещение устраняет части проводниковых полосок, вносящие собственным сопротивлением погрешности в характеристику соцротивления регулируемого резистора и, следовательно, улучшает ее точность. Ориентация 1фоводниковых полосок в зоне дорожки скольжения продольная или радиальная. Продольная ориентация более предпочтительна из-за меныпих погрешностей характеристики сопротивления датчика, возникающих посредством производственных допусков при сборке.In the adjustable resistor according to the present utility model, the parts of the resistive layer forming the characteristic of resistance are placed on a substrate of insulating material in the area of the slip track over numerous conductor strips. This arrangement eliminates parts of the conductive strips, introducing inherent resistance errors in the characteristic of the resistance of the adjustable resistor and, therefore, improves its accuracy. Orientation 1 of the water strips in the area of the slide track is longitudinal or radial. Longitudinal orientation is preferable due to the small number of errors in the resistance characteristics of the sensor arising through manufacturing tolerances during assembly.

Обеспечение перемещения подвижного контакта по проводниковым полоскам, покрытым резистивным слоем, сохраняет высокую износостойкость дорожки ско.1п жения.Ensuring the movement of the movable contact along the conductive strips coated with a resistive layer, maintains high wear resistance of the racetrack.

Кроме того, вьшхеуказанные части резистивного слоя покрывают как проводниковые полоски, так и промежутки между ними, что устраняет необходимость прецезионного совмещения этих слоев. Замыкание соседних проводниковых полосок в зоне дорожки скольжения резистнвным материалом перестает быть дефектом регулируемого резистора и становится средством достижения желаемой х фактеристики сопротивления. Конструкция и процесс изготовления регулируемого резистора, таким образом, значительно упрощаются. Объединение зон размещения гфоводникового и резистивного слоев уменьшает занимаемые ими площади и сокращает затраты на пленочные материалы, в особенности на дорогостоящую проводниковую пасту. Резистивные участки, служащие для калибровки характеристики сопротивленияIn addition, the above parts of the resistive layer cover both the conductive strips and the gaps between them, which eliminates the need for precision alignment of these layers. The closure of adjacent conductor strips in the area of the slip track by the resistive material ceases to be a defect in the adjustable resistor and becomes a means of achieving the desired resistance characteristic. The design and manufacturing process of the adjustable resistor is thus greatly simplified. The combination of the zones of placement of the hydrofoil and resistive layers reduces the area occupied by them and reduces the cost of film materials, especially for expensive conductive paste. Resistive sections used to calibrate the resistance characteristics

регулируемого резистора иаиесены на части проводниковых полосок, выходящие за пределы зоны дорожки скольжения подвижного контакта.adjustable resistor and on parts of the conductor strips that extend beyond the sliding track area of the movable contact.

Дальнейшее развитие конструкции регулируемого резистора по настоящей полезной модели заключается в применении продолжающихся контактных площадок, дополнительной дорожки скольжения дополнительного подвижного контакта, а также защитного резистивного покрытия продолжающихся контактных площадок и дополнительной дорожки скольжения дополнительного подвижного контакта.Further development of the design of the adjustable resistor according to the present utility model consists in the use of continuing contact pads, an additional sliding track of an additional movable contact, as well as a protective resistive coating of the continuing contact pads and an additional sliding track of an additional movable contact.

Применением продолжающихся контактных площадок обеспечено получение в характеристике регулируемого резистора участков постоянного сопротивления. Для защиты от механического износа использовано резистивное покрытие продолжаюпщхся контактных площадок, причем применение защитных полосок из резистивного материала снижает скачки сопротивления, возникающие из-за распределения сопротивления на покрытых площадках.The use of ongoing contact pads ensured that constant-resistance sections are obtained in the characteristic of the adjustable resistor. To protect against mechanical wear, a resistive coating of continuing contact pads was used, and the use of protective strips of resistive material reduces resistance surges arising from the distribution of resistance on the coated pads.

Дополнительная дорожка скольжения дополнительного подвижного контакта известна по регулируемому резистору, примененному в датчике указателя уровня топлива со световым индикатором, раскрытом в патенте US 4,557,144. В этом регулируемом резисторе часть дополнительной дорожки скольжения, соответствующая включенному состоянию светового индикатора уровня топлива, вьшолнена из гфоводникового материала, а часть, соответствующая выключенному состоянию све гового индикатора - из изоляционного материала или из проводникового материала, отделенного от части, соответствующей включенному состоянию светового индикатора участком из изоляционного материала. Применение изо.11яционного материала требует введения в процесс изготовления регулируемого резистора дополнительных операций, связанных с нанесением и вжиганием изоляционной пасты, а проводниковый материал подвержен механическому износу 1фи многократно повторяющихся перемещениях дополнительного подвижного контакта. В регулируемом резисторе по настозпцей полезной модели в качестве материала для частиAn additional sliding track of the additional movable contact is known by an adjustable resistor used in a fuel gauge sensor with a light indicator disclosed in US Pat. No. 4,557,144. In this adjustable resistor, the part of the additional glide path corresponding to the on state of the fuel level indicator light is made of water heater material, and the part corresponding to the off state of the light indicator is made of insulating material or from a conductive material separated from the part corresponding to the included state of the light indicator from insulating material. The use of insulation material requires the introduction of additional operations in the manufacturing process of the adjustable resistor related to the application and burning of the insulating paste, and the conductive material is subject to mechanical wear and tear if the repeated movable contact moves repeatedly. In an adjustable resistor as a utility model as a material for a part

дополнительиой дорожки скольжеиия, соответствующей выключенному состоянию светового индикагора, применена мало подверженная износу резистивная паста, используемая для изготовления резистивного слоя. Защита от механического износа части дополнительной дорожки скольжения, соответствующей включенному состоянию светового индикатора и выполненной из проводникового материала, осуществлена с помощью нанесенных на нее полосок из резистивного материала, того же что применен для изготовления резистивного слоя и части дополнительной дорожки скольжения, соответствующей выключенному состоянию светового индикатора.an additional glide path corresponding to the off state of the light indicator, a resistive paste that is not subject to wear is used, which is used to make the resistive layer. Protection against mechanical wear of the part of the additional sliding track corresponding to the on state of the light indicator and made of a conductive material is carried out by means of strips of resistive material deposited on it, the same as that used for the manufacture of the resistive layer and the part of the additional sliding track corresponding to the off state of the light indicator .

Конструкция и преимущества настоящей полезной модели понятны из подробного описания, сопровождаемого чертежами, где:The design and advantages of this utility model are clear from the detailed description, followed by drawings, where:

Фиг. 1 - вид регулируемого резистора по настоящей полезной модели.FIG. 1 is a view of an adjustable resistor according to the present utility model.

Фиг. 2 - вид регулируемого резистора по настоящей полезной модели с продолжающимися контактными площадками.FIG. 2 is a view of an adjustable resistor according to the present utility model with ongoing contact pads.

Фиг.З - вид регулируемого резистора по настоящей полезной модели с дополнительной дорожкой скольжения.Fig. 3 is a view of an adjustable resistor according to the present utility model with an additional sliding track.

Конструкция регулируемого резистора по настоящей полезной модели показана на фиг.1. На подложку 1 из изоляционного материала в зоне дорожки скольжения 2 по толстопленочгюй технологии нанесены многочисленные проводниковые полоски 3. Поверх проводниковых полосокThe construction of an adjustable resistor according to the present utility model is shown in FIG. Numerous conductive strips 3 are deposited on a substrate 1 of insulating material in the area of the slide track 2 by thick-film technology 3. On top of the conductive strips

3также по толстопленочной технологии нанесен резистивный слой 4, полностью покрываюшдй проводниковые полоски 3 и промеж5тки между ними в зоне дорожки ско.ижения. Дша включения регулируемого резистора в электрическую цепь датчика применена контактная площадка 5, нанесенная на подложку 1 тем же проводниковым материалом, что и проводниковые полоски 3. Контактная площадка 5 соединена с определенным концом резистивного слоя 4 через регулируемый резистивный участок 6, выполненный тем же материалом, что и резистивньШ слой3 also, using thick-film technology, a resistive layer 4 is applied, completely covering the conductive strips 3 and the interstices between them in the area of the slip track. For incorporating an adjustable resistor into the sensor’s electric circuit, a contact pad 5 is applied, applied to the substrate 1 by the same conductive material as the conductive strips 3. The contact pad 5 is connected to a specific end of the resistive layer 4 through an adjustable resistive section 6 made of the same material as and resistance layer

4и предназначенный для обеспечения в характеристике регулируемого резистора минимума сопротивления. Регулируемые резистивные участки 7 и 8, выполненные тем же материалом, что н4and designed to provide a minimum resistance in the characteristics of the adjustable resistor. Adjustable resistive sections 7 and 8, made of the same material as n

резистивный слой 4, размещены вне зоны дорожки скольжения 2 между проводниковыми полосками 9, выполненными тем же материалом, что и проводниковые полоски 3. Расположение проводниковых полосок 9 на подложке 1 соответствует опорным точкам характеристики сопротивления регулируемого резистора. Регулируемые участки 7 нанесены поверх продолженных за пределы зоны дорожки скольжения 2 проводниковых полосок 3, а регулируемые участки 8 - поверх продолженных за пределы зоны дорожки скольжения проводниковых полосок 9, контактирующих также с измерительными контактными площадками 10. В рег лируемых участках 6, 7 и 8 для калибровки характеристики сопротивления регулируемого резистора предусмотрены резы подгонки 11.the resistive layer 4 is placed outside the zone of the sliding track 2 between the conductive strips 9 made of the same material as the conductive strips 3. The location of the conductive strips 9 on the substrate 1 corresponds to the reference points of the resistance characteristic of the adjustable resistor. The adjustable sections 7 are applied on top of the conductive strips 3 extended beyond the limits of the sliding track zone 2, and the regulated sections 8 are laid on top of the conductive strips 9 extended beyond the limits of the sliding path zone, also in contact with the measuring pads 10. In the regulated sections 6, 7 and 8 for Calibration characteristics of the resistance of the adjustable resistor are provided. Cutting fit 11.

Проводниковые полоски 3 и 9, а также контактная площадка 5 и измерительные контактные площадки 10 могут быть выполнены серебро-палладиевой пастой. Резистивный слой 4 и регу.1шруемые резистивкые участки 6, 7 и 8 могут быть вьшолнены резистивной пастой на основе рутения.Conductor strips 3 and 9, as well as the contact pad 5 and the measuring contact pads 10 can be made of silver-palladium paste. Resistive layer 4 and adjustable. 1 resistive sections 6, 7 and 8 can be filled with resistive paste based on ruthenium.

При перемещении подвижный контакт контактирует через резистивный слой 4 по меньшей мере с одной проводниковой полоской 3 или 9, причем при переходе подвижного контакта от одной проводниковой полоски к следующей сопротивление регулируемого резистора возрастает на величину дискрета.When moving, the movable contact contacts through at least one conductor strip 3 or 9 through the resistive layer 4, and when the movable contact passes from one conductor strip to the next, the resistance of the adjustable resistor increases by a discrete value.

Дальнейщим развитием регулируемого резистора по настоящей полезной модели является конструкция, показанная на фиг. 2, с продо.11жающимися контактными площадками 12 и 13, выпо;шенными проводниковым материалом и служащиш для обеспечения в характеристике участков постоянного сопротивления. Продолжающаяся контактная площадка 12 электрически соединена с одним концом резистивного слоя 4, а продолжающаяся контактная площадка 13 - с другим. Для защиты от механического износа при повторяющихся перемещениях подвижного контакта продолжающиеся контактные площадки 12 и 13 покрыты полосками из резистивного материала 14, того же что применен для резистивного слоя 4.A further development of the adjustable resistor according to the present utility model is the design shown in FIG. 2, with ongoing contact pads 12 and 13, made of conductive material and serving to provide constant resistance in the characteristics of the sections. An ongoing contact pad 12 is electrically connected to one end of the resistive layer 4, and an ongoing contact pad 13 is connected to the other. To protect against mechanical wear during repeated movements of the movable contact, the ongoing contact pads 12 and 13 are covered with strips of resistive material 14, the same as that used for resistive layer 4.

Следующий вариант конструкции ре лируемого резистора по настоящей полезной модели, показанный на фиг.З, предусматривает наличие дополнительной дорожки скольжения 15 дополнительного подвижного контакта, предназначенной для индикации части характеристики датчика, например с помощью светового инд1жатора уровня топлива. Дополнительная дорожка скольжения 15 состоит из части 16, соответствующей включенному состоянию светового индикатора и части 17, соответств)тощей его выключенному состоянию. Часть 16, выполненная проводниковым материалом, тем же, что применен для изготовления проводниковых полосок 3, для защиты от механического износа покрыта полосками 18 из резистивного материала, того же, что применен для изготовления резистивного слоя 4. Часть 17 выполнена резистивным материалом, тем же, что примеиен для изготовления резистивного слоя 4. Контактная площадка 19, выполненная проводниковым материалом, тем же что и проводЕшковые полоски 3, предназначена для включения части 16 дополнительной дорожки скольжения 15 в электрическую цепь датчика.The next design variant of the resistor according to the present utility model, shown in Fig. 3, provides for the presence of an additional sliding track 15 of an additional movable contact designed to indicate part of the sensor characteristic, for example, using a light fuel level indicator. The additional slide track 15 consists of a part 16 corresponding to the on state of the light indicator and a part 17 corresponding to its lean off state. Part 16 made of a conductive material, the same as that used for the manufacture of conductive strips 3, for protection against mechanical wear is covered with strips 18 of resistive material, the same as that used for the manufacture of resistive layer 4. Part 17 is made of resistive material, the same which is suitable for the manufacture of a resistive layer 4. The contact pad 19, made of a conductive material, the same as the wire. The strip strips 3, is designed to include part 16 of the additional sliding track 15 in the electrical circuit sensor.

Claims

1. An exact wear-resistant thick-film adjustable resistor containing a substrate of insulating material, numerous conductive strips deposited on it in the sliding track area of the movable contact, as well as a resistive layer deposited on the substrate on top of the conductive strips and in the spaces between them, characterized in that at least at least a part of the resistive layer forming the characteristic of resistance is located in the area of the slip track.

2. The adjustable resistor according to claim 1, characterized in that at least one ongoing contact pad made of a conductive material and coated with at least one strip of resistive material is applied to the above substrate in the above region of the slide track.

3. Adjustable resistor according to any one of paragraphs. 1 and 2, characterized in that an additional sliding track of an additional movable contact is applied to the above substrate, wherein part of the additional sliding track is made of conductive material and coated with strips of resistive material, and the other part is made of resistive material and is separated from the above part made of conductive material, plot of insulating material.