电位器 电位器基础知识详解

电位器的特性参数有哪些？我们熟悉一致性、分辨率、滑动噪声等。这有助于我们了解电位器的特性参数。

一致性程度

柔度也称柔度，是指电位器实际输出功能特性与要求的理论功能特性之间的柔度。用实际特性和理论特性的最大偏差占总施加电压的百分比来表示，可以代表电位器的精度。

决心

分辨率取决于电位器的理论精度。对于线绕电位计和线性电位计，分辨率表示为总电阻和绕组上每圈移动触点引起的电阻变化的百分比。对于具有功能特性的电位计，分辨率是一个变量，因为绕组上每圈的电阻不同。此时电位器的分辨率一般是指函数特性曲线上斜率最大的截面的平均分辨率。

滑动噪音

滑动噪声是电位器的特殊噪声。改变电阻值时，由于电位器电阻分配不当，旋转系统配合不当，电位器接触电阻不当，当动触头在电阻表面运动时，输出端会有有用信号，噪声随信号波动。

对于线绕电位器，除了上述动触头和绕组之间的接触噪声外，还有分辨率噪声和短路噪声。分辨率噪声是由电阻变化的阶跃引起的，而短路噪声是在动触头在绕组上运动并使相邻匝短路时产生的，与流过绕组的电流、匝的电阻以及动触头与绕组之间的接触电阻成正比。

电位器的机械寿命

电位器的机械寿命也叫磨损寿命，通常用机械耐用度来表示。机械耐久性是指在规定的试验条件下，电位器动触头可靠运动的总次数，通常表示为“周”。机械寿命与电位器的类型、结构、材料、制造工艺有关，差别相当大。

电位器除了上述特性参数外，还有额定功率、电阻值允许偏差、最大工作电压、额定工作电压、隔离电压、温度参数、噪声电动势、高频特性等参数。这些参数与电阻响应特性参数具有相同的含义。

电位器的工作原理分析

从外面看，脉冲电位器和普通电位器一样有三个引脚，但是两个不同长度的金属定子和引脚1、2相连，一个一周12或24齿的金属动片和引脚3相连。脉冲电位器旋转时有四种状态:引脚3连接引脚1，引脚3连接引脚2和引脚1；引脚3连接到引脚2，引脚3与引脚2和引脚1完全断开。

在实际使用中，引脚3通常作为数据输入端接地。引脚1和引脚2作为数据输出端与单片机的I/O端口相连。如图2所示，引脚1连接到单片机的P1.0，引脚2连接到单片机的P1.1。当脉冲电位计为左手或右手时，P1.0和P1.1将定期产生所示的波形。如果12点脉冲电位器旋转一次，会产生12组这样的波形，24点脉冲电位器会产生24组这样的波形。一组波形(或周期)包含四种工作状态。因此，只要检测到P1.0和P1.1的波形，就可以识别脉冲电位计是向左还是向右旋转。

电位器的正确维修方法：

一种是摩擦清洗法。刚开始这些电位器的磨损并不严重，问题只出现在调整的时候，比如声音的噪音或者音量的波动，画面有些杂乱，主要是因为电位器使用过程中灰尘的侵入或者接触弹簧在与碳膜不断摩擦下产生的灰尘，从而污染了触点，导致接触弹簧与碳膜接触不良。对于这个问题，我经常使用以下方法:首先，连续来回滑动或旋转电位器，可以去除触点和碳膜上的污垢，使触点光滑，即使不清洗，也能使设备暂时恢复正常，是解决暂时问题的理想方法。为了进一步解决问题，我们可以在摩擦后用清洗液清洗电位计，彻底洗掉电位计碳膜上的污垢，使簧片与碳膜接触良好。

其次是更换方法。有些电位器磨损严重，摩擦清洗根本解决不了问题，比如接触簧片与碳膜断裂。我总是用替换的方法来解决这样的问题。首先将损坏的电位器从设备上拆下来，然后拆开，用旧电位器中的好的更换坏的簧片和碳膜，然后组合起来。但是，不要忘记在合并之前清理它们。如果簧片触点上的污垢无法清除，我们也可以对触点进行抛光，从而确保新形成的电位计能够在设备中正常工作。

三、芦苇分流或自制法。一些电位计损坏是因为碳膜上的碳膜被触点磨损，导致触点和碳膜之间接触不良。这时我调整了簧片的角度，使簧片触点与碳膜的未磨损部分接触，从而消除故障。电位器开启时，可以看到簧片与原滑轨的摩擦，导致碳膜表面轨迹出现明显划痕，导致簧片与碳膜接触不良。清洁后，用尖嘴镊子调整簧片，使其离开原来的滑轨，簧片与碳膜接触良好，无磨损。由于簧片触点磨损，一些电位计损坏。如果这种情况没有替代品，也可以用铜片自制。

第四，润滑保护法。为了延长电位器维修后的使用寿命，我经常在电位器的碳膜上涂一点硅脂(缝纫机油也可以)，这样有防电弧的好处。由于硅脂的润滑，减少了簧片与碳膜之间的摩擦，使电位器调谐时电阻变化均匀平滑，效果良好。

对右波形的进一步分析和根据时间轴的扩展表明，虽然脉冲电位计的左手波形和右手波形是相同的。然而，当用左手时，在第一状态下，引脚1首先变得低于引脚2；在第二种状态下，引脚2也变为低电平；在第三种状态下，引脚1首先变得高于引脚2；在第四种状态下，引脚2也变为高电平；脉冲电位计为右旋时，引脚1和引脚2的输出波形变化规律与左旋正好相反。

因此，可以根据时间识别方法(比较P1.0和P1.1低电平出现和结束的时间差)来识别脉冲电位计是左手还是右手。在动态扫描中，由于采样频率、运算速度等因素的影响，实际上很难测量出P1.0和P1.1的波形；也很难精确测量P1.0和P1.1低电平出现和结束的时间差，只能快速采样P1.0和P1.1的电平。图1所示的波形根据时间轴扩展。每当P1.0和P1.1的组合电平依次为01 00 10 11时，四个状态码组成一个字节，即4BH，这意味着一位的容量是左手减去一。而每当P1.0和P1.1的组合电平依次为10 00 01 11时，四个状态码组成一个字节，即87H意思是向右拐一个卷加一个。这里“4BH”叫左手一位特征码，“87H”叫右手一位特征码。

编程的任务是在脉冲电位器旋转过程中识别这两个特征码，并根据它们控制音量的增减。这两个特征码在实际编程中可以用不同的方法识别。但经过实践中的比较，状态(位置)采样法实现编程是一种比较理想的方法。该方法对采样频率和运算速度没有特殊要求，只需在主程序中完成，不需要定时器和中断资源。而且编程简单，抗干扰能力强，运行可靠。

脉冲电位器在工作过程中有三种情况:一是不旋转，停留在某一状态(位置)；二是虽被轮换，但没有完成一个周期(4个状态)，停留在某个状态；第三，不断旋转超过一个周期。状态(位置)采样法是准确跟踪、识别和记录脉冲电位器的每一个状态值(包括位置值及其对应的特征码)。程序开始时，需要识别脉冲电位器的当前位置及其对应的特征码；然后连续跟踪记录脉冲电位器的每一个变化过程。显然，只有当脉冲电位器旋转到第四状态时，才会出现一个特征码，程序会根据这个特征码的性质加减音量。

电位器焊锡的故障排除

电位器焊接是容易导致故障的原因之一。大部分客户还是采用手工钎焊的方式，一些大企业采用高频钎焊的方式。有几点需要注意。

使用手动焊接时，电位器应尽量在短时间内完成，最好在3秒内完成，烙铁触点最高温度低于270℃。如果时间过长或温度过高，会造成电位器接触不良等各种原因。焊接时，小心使用助焊剂，避免使用水溶性助焊剂，否则会促进金属氧化和材料霉变。

使用高频焊接时要注意电位器中的塑料部件:比如旋钮、塑料推柄、塑料手柄的熔点可以达到高频焊接所需的温度。如果没有，请更换耐高温零件。

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