1 概述
该精密导电塑料电位器是应某研究所的要求专门设计开发的，作为角度位移传感器实现从机械运动到电子信号的转换，调节飞行方向。
该电位器是一种精密导电塑料电位器，也是一种适宜需要精确电子、机械输出性能伺服应用的高精密电位器。它具有一般精密导电塑料电位器的全部优点——线性精度高、旋转寿命长、环境温度适应能力强、平滑性好、分辩力优异、动噪声小、可靠性高、耐化学腐蚀等特点，同时具有耐高温的特性。
2 研制过程
2.1 产品技术指标要求
顾客要求及产品能够达到的技术指标如下：
1） 标称阻值及偏差： 4.7kΩ±10% ；
2） 有效电行程：300°±3°；
3） 额定功耗（70℃）：0.5W；
4） 输出平滑性： ≤0.1%；
5） 独立线性度：±0.5%；
6） 电阻温度系数（TCR）：±400×10-6/K；
7） 游隙：≤0.1°；
8） 绝缘电阻：≥1GΩ（测试电压500Vdc.）；
9） 介质耐电压：500V（交流有效值），1min，无击穿、飞弧现象；
10） 机械行程：360°；
11） 旋转寿命：100万周；
12） 工作温度范围：（-55～+200）℃；
13） 启动力矩：≤3mN·m；
14） 引出线≥2000mm，截面0.15mm2，颜色红、蓝、黄，面对电位器输出轴顺时针转动时，红蓝线之间电阻减小，黄蓝线之间电阻增大；
15） 其它指标：按照技术协议，或参照GJB 1865《非线绕精密电位器通用规范》执行。
2.2 产品的外形尺寸
按照技术协议，产品的外形尺寸见图1所示。
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图1 电位器外形图
2.3 顾客要求分析
顾客未提供实物样品，但按照技术协议，可以满足如下要求：
1）外形和安装接口尺寸按协议要求设计。
2）旋转寿命不小于100万周，只有采用导电塑料电阻体才能满足此项要求。
3）对环境试验（如耐高温等）的要求较高，在设计中必须充分考虑产品对环境试验的适应能力，满足环境适应性要求。
4）产品应用于某重要控制系统，在设计和制造过程中必须充分考虑可靠性要求。
2.4 产品设计
2.4.1 产品结构设计、功能材料选用
按照用户提供的外形图，结合我公司多年来单圈旋转精密导电塑料电位器研制、生产、试验的经验，我们对产品结构进行了构思和评审，最终确定的该电位器电位器产品结构见图2所示。
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图2 电位器结构示意图
该产品由底座、外壳、转轴、电刷、簧片、支架、集流线、卡圈、螺钉、导电元件等零部件构成。当转动电位器转轴时，可带动固定在支架上的电刷组件在电阻轨道表面往复运动，从而可在1、2端或2、3端获得一个可调的电压输出。由于电阻轨道是经过专门修刻的，因此，输出的电压与转动角度呈精确的线性关系。在控制系统中，该精密电位器实际被用作角位移传感器。
图示结构是目前旋转式导电塑料电位器常用的一种结构，可先用卡圈、垫片将轴通过两个轴承牢牢地固定在铝制底座上，再装上导电基体、电刷组件等，便可对产品进行线性度的修刻和主要电性能的测量，最后装上外壳对产品进行封装。这种结构稳定、便于生产、能够实现成品修刻，大大提高了装配合格率。
导电基体是导电塑料电位器的核心部件，它决定了电位器的主要性能指标如线性精度、旋转寿命、输出平滑性、电阻温度系数、功率等。本电位器基体通过热压而成，再通过丝网漏印工艺将导塑浆料印刷在基体表面制成导电塑料电位器的电阻体，最后再组装成半成品、经过线性修刻而获得较高的线性精度。动触点则采用贵金属六元合金丝编带制成的多指刷，其弹性和耐腐蚀、耐氧化性能优异。另外，多触点提高了动触点与电阻体之间的接触可靠性。
2.4.2 技术攻关
在该电位器研制过程中，在装配、测试和试验过程中发现有以下几个难点：
1）该电位器要求环境适应能力为（-55～+200）℃，因此在可靠性方面要求更高。
2）产品旋转负荷寿命要求较高（不低于100万周），达到该指标有一定难度。
我们对以上工艺技术难点进行了攻关，最终使产品达到了技术协议和详细规范要求，提高了产品合格率，圆满地完成了研制任务。
2.5 产品质量状况
经过一系列工艺、技术攻关，我们完成了产品全性能试验，所有项目均达到技术要求。我们委托陕西省电子工业产品质量监督检验站按照电位器详细规范对产品进行了全性能鉴定，结论合格，未出现不合格品和不合格项。
3 结语
该精密导电塑料电位器的研制成功，不但满足了整机厂家的配套需要，同时，也使我公司在耐高温精密导电塑料电位器研制方面积累了宝贵经验，提高了我公司导电塑料电位器的研发和生产能力，为后期同类产品的研制和批产打下了坚实的基础。
该电位器质量稳定，性能可靠，供货后得到了用户的高度认可。
作者简介：刘涛（1983.12--），男，汉族，陕西省西安市人，本科，毕业于西安科技大学，中级工程师，从事光、电子与元器件的研究及制造。