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漿料及碳膜片制造工藝對(duì)探膜電位器噪聲的影響

一、動(dòng)噪聲原理影響噪聲的因素

所謂電位器動(dòng)噪聲，是當(dāng)電位電刷運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于接觸電阻變化或軌道電阻變化引起的電輸出中出現(xiàn)而不存在于輸入之中的一些雜散變化。電位器產(chǎn)生的噪聲包括三個(gè)部分，即熱噪、電流噪聲和動(dòng)噪聲。?漿料種類(lèi)：盡可能采用同一種漿料，阻值由N調(diào)節(jié)，不超過(guò)三種，少量特殊要求電阻器外貼。前兩者是電刷不動(dòng)時(shí)，電位器引出端1、3間出現(xiàn)的噪聲，它和電阻器中存在的固定噪聲一樣，也是電阻體固有的，稱(chēng)為電位器的靜噪聲，其數(shù)值比較小，僅以微伏計(jì)。而后者數(shù)值比較大，一毫伏計(jì)，總的說(shuō)來(lái)，動(dòng)噪聲的來(lái)源可歸納為以下幾點(diǎn)：

碳膜片結(jié)構(gòu)的不均勻

由于談膜片厚度不一致，導(dǎo)電機(jī)顆粒隨機(jī)分布，個(gè)部分的電阻率不規(guī)則二造成電阻梯度的不均勻變化，當(dāng)電刷在談膜片上運(yùn)動(dòng)時(shí)，就引起無(wú)規(guī)則的電壓起伏，變形成了動(dòng)噪聲。

1、

接觸電阻的作用

由于談膜片的微觀表面凸凹不平，電刷表面氧化、吸附雜質(zhì)和氣體分子等等，都會(huì)導(dǎo)致電刷與談膜片之間不能很好地接觸，而在接觸形成接觸電阻，當(dāng)電刷運(yùn)動(dòng)并有電流通過(guò)時(shí)，因?yàn)榻佑|電阻變化引起電壓起伏，形成動(dòng)噪聲。

2、

當(dāng)電刷以比較快的速度滑動(dòng)或碳膜片表面有缺陷時(shí)（例如，碳膜片是由不同電阻率的電阻段構(gòu)成，在段與段之間的交接區(qū)和電阻體兩端與銀端子之間的交接區(qū)都形成了電阻梯度變化，特別在高阻段的交接出等），將使電刷跳離電阻體，引起接觸瞬間中斷，電阻值變化，同時(shí)由于電位分布不均勻，電位梯度嚴(yán)重起伏，二而形成較大的動(dòng)噪聲。產(chǎn)品是本公司專(zhuān)門(mén)為各種機(jī)車(chē)機(jī)油壓力傳感器設(shè)計(jì)的厚膜陶瓷電阻板。

一、電位器動(dòng)噪聲原因分析

一段時(shí)期來(lái)，我廠φ12，φ16，φ30mm直滑式電位出現(xiàn)了較嚴(yán)重的動(dòng)噪聲超差現(xiàn)象，動(dòng)噪聲高達(dá)50～80mV，造成了較大的經(jīng)濟(jì)損失。為此成立了攻關(guān)課題小組，對(duì)動(dòng)噪聲超差的原因進(jìn)行詳細(xì)的分析、試驗(yàn)和探討。對(duì)大量的電位器樣品進(jìn)行了測(cè)試、解剖和分析，發(fā)現(xiàn)對(duì)于線性特性電位器。動(dòng)噪聲超差點(diǎn)出現(xiàn)在J部與H部得搭接處（如圖1所示），對(duì)于指數(shù)或?qū)?shù)曲線電位器動(dòng)噪聲超差點(diǎn)出現(xiàn)在M部與H部的搭接（如圖2所示）。我們對(duì)搭接處坡高進(jìn)行了測(cè)量，發(fā)現(xiàn)噪聲大的碳膜片相對(duì)較高且較陡，而噪聲低的碳膜片坡高相對(duì)較低且腳平緩。與傳統(tǒng)的節(jié)氣門(mén)控制方法不同，電子節(jié)氣門(mén)系統(tǒng)中節(jié)氣門(mén)在任何工況下都直接由電機(jī)驅(qū)動(dòng)。對(duì)這一現(xiàn)象的分析認(rèn)為正是由于搭接處形成一階梯狀的結(jié)構(gòu)，使電刷早滑動(dòng)到搭接處是時(shí)產(chǎn)生了所謂的“跳躍效應(yīng)”，引起電刷與膜片的電氣接觸時(shí)間中斷，從而引起動(dòng)噪聲超差。那么因素，在漿料及碳膜片制造工藝過(guò)程中，為了找出主要因素，進(jìn)行了試驗(yàn)。

二、試驗(yàn)過(guò)程中及數(shù)據(jù)

1、  漿料制造過(guò)程中，樹(shù)脂對(duì)動(dòng)噪聲的影響

選用兩批樹(shù)脂進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)（這兩批樹(shù)脂是同一間廠家的同一品種但不同批量樹(shù)脂），其中一批樹(shù)脂粘度較高。把這兩批樹(shù)脂各按標(biāo)準(zhǔn)配方與其它原材料配合按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)出來(lái)漿料，分別在絲網(wǎng)印刷機(jī)上印刷一品種同一阻值的碳膜片。動(dòng)噪聲超差點(diǎn)出現(xiàn)在J部與H部得搭接處（如圖1所示），對(duì)于指數(shù)或?qū)?shù)曲線電位器動(dòng)噪聲超差點(diǎn)出現(xiàn)在M部與H部的搭接（如圖2所示）。各裝配成一批電位器，各隨機(jī)抽樣20只，并對(duì)其動(dòng)噪聲進(jìn)行測(cè)量，數(shù)據(jù)對(duì)比比如表1.

從表1的試驗(yàn)數(shù)據(jù)中可明顯看出，在同樣的生產(chǎn)條件下，由粘度較高的樹(shù)脂制備的漿料所生產(chǎn)的碳膜片裝配而成的電位器動(dòng)噪聲遠(yuǎn)大于粘度適中樹(shù)脂所生產(chǎn)的碳膜片裝配而成的電位器動(dòng)噪聲。由此所見(jiàn)，樹(shù)脂基質(zhì)量是影響電位器動(dòng)噪聲的一個(gè)主要因素。

2、  漿料配方中客額量對(duì)動(dòng)噪聲的影響

在漿料的輥軋過(guò)程中，配方中的溶劑是影響輥軋時(shí)間，進(jìn)而影響棍軋漿料的質(zhì)量的一個(gè)因素。這是因?yàn)樵诮袧{料輥軋過(guò)程中，輥軋時(shí)間與溶劑量廠正比，如果溶劑量過(guò)少，那么輥軋時(shí)時(shí)間就會(huì)較短，從而漿料輥軋不充分，使?jié){料質(zhì)量變差。雖然它的溫度系數(shù)和接觸電阻較大，但仍能用于自動(dòng)控制儀表中的模擬和伺服系統(tǒng)。未了進(jìn)行對(duì)比，我們做了如下試驗(yàn)，配制兩種同類(lèi)漿料，一種按標(biāo)準(zhǔn)溶劑量進(jìn)行配合，另一種溶劑量減半，