RU2010369C1

RU2010369C1 - Variable resistor

Info

Publication number: RU2010369C1
Authority: RU
Inventors: И.И. Смыслов
Original assignee: Смыслов Игорь Иванович
Priority date: 1987-12-16
Filing date: 1987-12-16
Publication date: 1994-03-30

Abstract

FIELD: radio engineering. SUBSTANCE: variable resistor has dielectric base and cover made from flexible material with inner metallized surface which is contact element. Its edges are tightly connected to dielectric base. Resistive element with current leads located on dielectric base is provided with metal rods positioned in flexible part of cover perpendicular to lines of current. Current leads are so arranged inside space of cover that they protrude beyond its edge are capable of simultaneous contact to contact element. Part of resistive element adjoining them is also capable of contacting contact element. EFFECT: simplified design. 4 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к механически регулируемым переменным резисторам с контактным элементом в виде гибкой проводящей полоски. The invention relates to electrical engineering, namely to mechanically adjustable variable resistors with a contact element in the form of a flexible conductive strip.

Известен переменный резистор, содержащий корпус, резистивный элемент в виде обмотки, закрепленной на изолирующем основании, и кривошипа с контактным элементом в виде скользящей пружинной щетки [1] . К недостаткам известного резистора следует отнести трудоемкость изготовления из-за намотки резистивного элемента и сборки большого количества деталей, недостаточный срок службы из-за перетирания витков резистивного элемента и электроэрозии щетки и витков и неравномерное (ступенчатое) изменение сопротивления во всем диапазоне из-за витков. Known variable resistor containing a housing, a resistive element in the form of a winding mounted on an insulating base, and a crank with a contact element in the form of a sliding spring brush [1]. The disadvantages of the known resistor include the complexity of manufacturing due to the winding of the resistive element and the assembly of a large number of parts, insufficient service life due to grinding of the turns of the resistive element and electroerosion of the brush and turns and the uneven (stepwise) change in resistance over the entire range due to the turns.

Известен переменный резистор, содержащий корпус, резистивный элемент в виде сплошной гладкой пленки, контактный элемент в виде гибкой металлической пластинки, натянутой над пленкой с зазором с помощью пружины, и прижим, который прижимает часть пластинки под ним к пленке [2] . В этом резисторе трения между контактным и резистивным элементами практически нет, ибо перемещается место контакта между ними. Сопротивление изменяется равномерно, а электроэрозии нет благодаря сплошному резистивному элементу. Недостатком является конструктивно-технологическая сложность резистора из-за большого количества деталей. A variable resistor is known, comprising a housing, a resistive element in the form of a continuous smooth film, a contact element in the form of a flexible metal plate stretched over the film with a gap by means of a spring, and a clamp that presses a part of the plate under it against the film [2]. In this resistor, there is practically no friction between the contact and resistive elements, because the place of contact between them moves. Resistance changes uniformly, and there is no electroerosion due to a continuous resistive element. The disadvantage is the structural and technological complexity of the resistor due to the large number of parts.

Наиболее близким по совокупности признаков к изобретению является переменный резистор, содержащий диэлектрическое основание и крышку, выполненную из эластичного материала с внутренней металлизированной поверхностью, края которой герметично соединены с диэлектрическим основанием, являющейся контактным элементом, резистивный элемент с токовыводами, размещенными на диэлектрическом основании [3] . The closest set of features to the invention is a variable resistor containing a dielectric base and a cover made of an elastic material with an internal metallized surface, the edges of which are hermetically connected to a dielectric base, which is a contact element, a resistive element with current leads placed on a dielectric base [3] .

На внутренней поверхности потолка крышки, выполненного из эластичного диэлектрического материала, закреплен контактный элемент в виде полоски из металлической фольги. Края крышки в виде жесткой рамки герметично соединены с диэлектрическим основанием, на котором выполнен резистивный элемент в виде сплошной гладкой пленки, концы которой выходят из рамки для присоединения к ним токовыводов. Прототип проще второго аналога по конструкции и технологии. A contact element in the form of a strip of metal foil is fixed on the inner surface of the ceiling of the lid made of elastic dielectric material. The edges of the lid in the form of a rigid frame are hermetically connected to the dielectric base, on which the resistive element is made in the form of a continuous smooth film, the ends of which extend out of the frame for attaching current leads to them. The prototype is simpler than the second analogue in design and technology.

К недостаткам прототипа следует отнести невозможность равномерного изменения сопротивления от номинальной величины до нулевой, ибо контакт не может быть доведен даже до края рамки, поэтому в резисторе всегда включены сопротивления концов резистивного элемента, образующие ступени сопротивления ниже номинальной и выше нулевой величины, недостаточная мощность, ибо контактный элемент образует с резистивным элементом точечный контакт, ибо жесткие продольные края рамки не позволяют прижать полоску к пленке 31 по всей ширине, поэтому плотность тока у точечного контакта превышает допустимую при допустимой плотности в остальной части пленки. The disadvantages of the prototype include the inability to uniformly change the resistance from the nominal value to zero, because the contact cannot be brought even to the edge of the frame, therefore, the resistors of the ends of the resistive element, forming the resistance stages below the nominal and above the zero value, are always included in the resistor, insufficient power, because the contact element forms a point contact with the resistive element, because the rigid longitudinal edges of the frame do not allow the strip to be pressed against the film 31 over the entire width, therefore, the current at the point contact exceeds the permissible one at the permissible density in the rest of the film.

Целью изобретения является равномерное изменение сопротивления от номинальной величины до нулевой благодаря возможности перемещения места контакта по всей длине резистивного элемента и увеличение номинальной мощности благодаря образованию линейного контакта по всей ширине резистивного элемента. The aim of the invention is to uniformly change the resistance from the nominal value to zero due to the possibility of moving the contact point along the entire length of the resistive element and increase the nominal power due to the formation of a linear contact across the entire width of the resistive element.

Цель достигается тем, что переменный резистор, содержащий диэлектрическое основание и крышку, выполненную из эластичного материала с внутренней металлизированной поверхностью, края которой герметично соединены с диэлектрическим основанием, являющейся контактным элементом, резистивный элемент с токовыводами, размещенными на диэлектрическом основании, снабжен металлическими стержнями, размещенными в эластичном материале крышки перпендикулярно направлению линий тока, при этом токовыводы размещены внутри полости крышки с выступающими за ее края концами с возможностью одновременного контактирования вывода и примыкающей к нему части резистивного элемента с контактным элементом. The goal is achieved in that a variable resistor comprising a dielectric base and a cover made of an elastic material with an internal metallized surface, the edges of which are hermetically connected to a dielectric base, which is a contact element, a resistive element with current leads placed on a dielectric base, is equipped with metal rods placed in the elastic material of the cover perpendicular to the direction of the streamlines, while the current leads are located inside the cavity of the cover with protruding and outside edges of the ends contacting with simultaneous withdrawal and the adjacent part of the resistive element to the contact element.

На фиг. 1 изображен переменный резистор, вид сбоку, правая часть разрезана; на фиг. 2 - вид сверху, правая часть крышки удалена; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 1. In FIG. 1 shows a variable resistor, side view, the right side is cut; in FIG. 2 is a top view, the right side of the cover is removed; in FIG. 3 is a section AA in FIG. 1; in FIG. 4 is a section BB in FIG. 1.

На диэлектрическом жестком основании 1 закреплен резистивный элемент в виде, например, сплошной гладкой пленки 2, закрытой длинной крышкой 3 из диэлектрического эластичного полимера, герметично прикрепленной своими выступающими краями 4 к основанию 1 (например, приклеенной). Внутренняя поверхность потолка 5 крышки 3 металлизирована, например, в виде покрытия или металлической полоски 6 из фольги, служащей контактным элементом. Края покрытия или концы полоски 6 герметично соединены с основанием 1 без контакта с пленкой 2 и герметично выведены из крышки 3, образуя вывод контактного элемента, в данном случае два вывода 7 по концам резистора, но они могут быть и на других местах у краев 4 крышки 3. К концам пленки 2 внутри краев 4 присоединены токовыводы 8 резистивного элемента, в данном случае Г-образные, герметично выведенные из крышки 3. В потолке 5 размещены перпендикулярно направлениям линий тока элементы поперечной жесткости, например, в виде стальных стержней 9 или аналогичных отвержденных областей потолка. Прижим не обязателен, поэтому на фигурах обозначена только сила F, с которой палец, прижим или другой предмет нажимает на потолок 5 для изменения сопротивления резистора между одним из токовыводов 8 и выводом 7 путем контактирования полоски 6 с пленкой 2 в полости 10 под крышкой 3. Высота полости 10 при отсутствии силы F минимальна, но больше длины разрядного промежутка между токонесущими деталями. On the dielectric rigid base 1, a resistive element is fixed in the form, for example, of a continuous smooth film 2, closed with a long cover 3 of a dielectric elastic polymer, hermetically attached with its protruding edges 4 to the base 1 (for example, glued). The inner surface of the ceiling 5 of the cover 3 is metallized, for example, in the form of a coating or a metal strip 6 of foil serving as a contact element. The edges of the coating or the ends of the strip 6 are hermetically connected to the base 1 without contact with the film 2 and hermetically removed from the cover 3, forming the output of the contact element, in this case two conclusions 7 at the ends of the resistor, but they can also be at other places at the edges 4 of the cover 3. To the ends of the film 2 inside the edges 4 are connected the current leads 8 of the resistive element, in this case, L-shaped, hermetically removed from the cover 3. In the ceiling 5 there are transverse stiffness elements perpendicular to the directions of the current lines, for example, in the form of steel rods 9 or ana logical cured areas of the ceiling. The clamp is not necessary, therefore, only the force F is indicated in the figures, with which a finger, clamp or other object presses the ceiling 5 to change the resistance of the resistor between one of the current leads 8 and terminal 7 by contacting the strip 6 with the film 2 in the cavity 10 under the cover 3. The height of the cavity 10 in the absence of force F is minimal, but greater than the length of the discharge gap between the current-carrying parts.

Предложенный резистор может быть выполнен в различных вариантах в пределах формулы изобретения. Пленку 2 и полоску 6 можно поменять местами, важно лишь то, чтобы они были гибкими, если выполнены на потолке 5, они могут быть выполнены любыми подходящими способами, например напылением. Полоска 6 должна быть шире пленки 2, чтобы они контактировали по линии (линейный контакт) на всю ширину пленки 2. Длина элементов 9 жесткости должна быть больше ширины выполненной на потолке 5 полоски 6 или пленки 2 приблизительно на толщину потолка 5 для гарантирования линейного контакта на всю ширину пленки 2 при действии силы F. Толщина токовыводов 8 должна не превышать концы пленки 2, только тогда линия (точнее полоска) контакта может одновременно быть прижатой к самому концу пленки 2 и самому началу токовывода 8, а именно это обеспечивает равномерное снижение (без ступени) сопротивления резистора до нуля или плавное повышение сопротивления до минимала при перемещении силы F вдоль потолка 5. Резистивный элемент 2 может иметь различные формы, например дуги, основание 1 не обязательно плоское, оно может быть в виде винта и т. д. ; пленка 2, крышка 3 и покрытие 6 имеют соответствующие формы. Пленка 2 должна быть сплошной, чтобы при перемещении по ней линия контакта не пересекала края пленки 2, т. е. чтобы не было искрения. Пленка 2 может иметь изменяющуюся ширину для получения нужной зависимости сопротивления от перемещения силы F вдоль потолка 5. Поскольку полимеры малотеплопроводны, следует предусмотреть известные средства охлаждения резистора, например ребра охлаждения и теплопроводные вставки. Резистор должен быть герметичным для предотвращения попадания в него влаги и пыли. The proposed resistor can be made in various ways within the scope of the claims. The film 2 and strip 6 can be interchanged, it is only important that they are flexible, if made on the ceiling 5, they can be made by any suitable means, for example by spraying. Strip 6 should be wider than film 2 so that they contact along the line (linear contact) over the entire width of film 2. The length of the stiffening elements 9 should be greater than the width of strip 6 or film 2 made on the ceiling 5 by approximately the thickness of ceiling 5 to ensure linear contact on the entire width of the film 2 under the action of the force F. The thickness of the current leads 8 should not exceed the ends of the film 2, only then the contact line (or, more precisely, the strip) of contact can simultaneously be pressed to the very end of the film 2 and the very beginning of the current output 8, namely this ensures equal a measured decrease (without a step) of the resistance of the resistor to zero or a smooth increase in resistance to a minimum when the force F is moved along the ceiling 5. The resistive element 2 can have various shapes, for example arcs, the base 1 is not necessarily flat, it can be in the form of a screw, etc. d.; the film 2, the cover 3 and the coating 6 have corresponding shapes. The film 2 must be continuous so that when moving along it the contact line does not intersect the edges of the film 2, i.e., so that there is no sparking. The film 2 may have a varying width to obtain the desired dependence of the resistance on the displacement of the force F along the ceiling 5. Since the polymers are poorly conductive, well-known means for cooling the resistor, for example cooling fins and heat-conducting inserts, should be provided. The resistor must be tight to prevent moisture and dust from entering it.

Работа предложенного резистора. Сосредоточенная сила F нажимает на потолок 5 и прогибает находящуюся под ним часть потолка 5 до линейного контакта полоски 6 с пленкой 2, т. е. до упора. Под силой F находится стержень 9, который распределяет силу F по всей своей длине и увлекает за собой часть потолка 5, причем соответствующая часть нижней поверхности потолка 5 приобретает форму впадины между двумя параллельными волнами на длине элементов 9, обеспечивая линейный контакт полоски 6 с пленкой 2 (фиг. 4). При перемещении силы F вдоль потолка 5 впадина перемещается по пленке 2, перемещая линейный контакт по длине пленки 2, что изменяет сопротивление между одним из токовыводов 8 и выводом 7л (или 7п), т. е. предложенный резистор работает с точки зрения внешней цепи как любой переменный резистор и может быть включен в цепь вместо него. При подходе силы F к концу пленки 2 контактная линия перекрывает границу между концом пленки 2 и началом токовывода 8, поскольку начало токовывода 8 не возвышается над концом пленки 2, т. е. не образует ступеньки. Поэтому вся длина пленки 2 использована полностью от нулевой до минимальной величины, что обеспечивает равномерное изменение (без ступеней) сопротивления от нуля до номинала резистора. Сила F названа сосредоточенной, хотя на самом деле такие силы всегда действуют в пределах некоторой площади, поэтому под прижимом будет пятно механического контакта и контактные давления не превышают допуска, при нахождении прижима (силы F) между двумя элементами 9 сила F действует на оба элемента с половинным значением, а впадина равномерно перемещаться по потолку 5, как описано выше. The work of the proposed resistor. The concentrated force F presses the ceiling 5 and bends the part of the ceiling 5 located beneath it until the strip 6 is in linear contact with the film 2, i.e., until it stops. Under the force F, there is a rod 9, which distributes the force F along its entire length and carries along part of the ceiling 5, and the corresponding part of the lower surface of the ceiling 5 takes the form of a depression between two parallel waves along the length of the elements 9, providing a linear contact of the strip 6 with the film 2 (Fig. 4). When the force F moves along the ceiling 5, the depression moves along the film 2, moving a linear contact along the length of the film 2, which changes the resistance between one of the current outputs 8 and the output 7l (or 7p), i.e., the proposed resistor works from the point of view of the external circuit as any variable resistor and can be included in the circuit instead. When the force F approaches the end of the film 2, the contact line overlaps the boundary between the end of the film 2 and the beginning of the current output 8, since the beginning of the current output 8 does not rise above the end of the film 2, i.e., does not form a step. Therefore, the entire length of the film 2 is used completely from zero to a minimum value, which ensures a uniform change (without steps) of resistance from zero to the nominal value of the resistor. The force F is called concentrated, although in fact such forces always act within a certain area, therefore, under the clamp there will be a spot of mechanical contact and contact pressures do not exceed the tolerance, when there is a clamp (force F) between two elements 9, the force F acts on both elements with half value, and the trough evenly move along the ceiling 5, as described above.

Простота изготовления, повышенный срок службы, возможность применения вместо известных резисторов без изменения схемы включения, возможность изменения сопротивления от нуля до номинала без ступеней предложенный резистор перспективным для обычных условий применения. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 1238168, кл. H 01 C 10/10, 1980. Simplicity of manufacture, increased service life, the possibility of using instead of the known resistors without changing the switching circuit, the ability to change the resistance from zero to the nominal value without steps, the proposed resistor is promising for ordinary conditions of use. (56) 1. USSR author's certificate N 1238168, cl. H 01 C 10/10, 1980.

2. Патент США N 2575230, кл. 388-154, 1951. 2. US patent N 2575230, CL. 388-154, 1951.

3. Заявка ФРГ N 2517769, кл. H 01 C 10/10, 1976. 3. Application of Germany N 2517769, CL H 01 C 10/10, 1976.

Claims

SENSOR VARIABLE RESISTOR
A variable resistor containing a dielectric base and a cover made of elastic material with an internal metallized surface, which is a contact element, which is hermetically connected to a dielectric base, and a resistive element with a different electrical spacing, which is separated by Resistance from the nominal value to zero and the increase in rated power, it is equipped with metal rods placed in elastic material of the cover eppendikulyapno nappavleniyu streamlines VARIATIONS this cold ends pazmescheny kpyshki Inside a cavity with protruding beyond its ends TERRITORY the chance of simultaneous kontaktipovaniya O and ppimykayuschey thereto Resistance-part element with a contact element.