新型电位器

为了弥补线绕式电位器存在阶梯误差、分辨率较低的不足，近年来随着材料技术和工艺的进步，出现了以下3种新型的电位器。

（1）膜式电位器

膜式电位器是将具有较大电阻系数的膜镀在骨架或基体上构成的，通常又分为碳膜式电位器、金属膜式电位器和金属玻璃釉电位器3种。

碳膜式电位器是用配置好的悬浮液（石墨、炭黑、树脂等）涂抹在胶脂板或玻璃纤维板上，烘干后制成的电阻体，能制成结构较复杂精密电位器。其优点在于阻值连续可调，精度高，阻值范围宽（几百欧～几兆欧），而且易于制作成符合需要的电阻特性规律；其缺点在于功率不大，一般在2W左右，若要提高功率则体积必须做得很大，同时因耐高温和耐潮湿性能较差。碳膜式电位器的负载特性曲线有直线式、对数式和指数式等。

金属膜式电位器的电阻体是由特种合金或金属／金属氧化物等材料通过真空溅射、沉积等方式在瓷基体上制造而成的。其优点在于分辨力高，耐温性能好，分布电感小，可在100MHz的高频电路工作。其缺点在于耐磨性能较差，阻值范围窄（10～100kΩ）。金属膜式电位器的负载特性曲线也可分为直线式、对数式和指数式。

金属玻璃釉电位器是用丝网印刷的方法，将玻璃釉浆料印在陶瓷基体上，在700～800℃的温度下烧制而成。其优点在于分辨力高，阻值范围宽（几十欧～几十兆欧），耐高温耐潮湿和耐磨损，电阻体的分布电容和电感小，适用于在射频波段范围工作。其缺点在于接触电阻变化较大，电流噪声大。

（2）导电塑料电位器

导电塑料电位器又称为实芯电位器，其电阻体由炭黑、石墨和超细金属粉、邻苯二甲酸二丙脂树脂（DAP树脂）及交联剂（DAP单体）塑压而成。其优点在于电阻率比一般的电阻体大3～4个数量级。导电塑料电位器特别耐磨，寿命可达500万次以上；而且制作工艺简单，分辨力高，平滑性良好，接触可靠。阻值范围宽（10Ω～1MΩ），工作温度范围为－55～＋125℃。其缺点在于阻值易受温度、湿度的影响，接触电阻较大，精度不高。导电塑料电位器的负载特性曲线通常为直线式。

（3）光电式电位器

光电式电位器是一种非接触式电位器，它使用光束代替常规的电刷，其结构如图5．11所示，在氧化铝制成的基体上沉积一层磷化镉或硒化镉的光电导层，然后在光电导层上再蒸发一条带状电阻体（镍铝合金或镍铁合金）和一条导电电极（铬合金或银）。平时无光照时，电阻体和导电电极之间由于光电导层的电阻很大而呈现绝缘状态。当光束照射在电阻体和导电电极的间隙上时，由于光电导层被照射部位的电阻很小，使电阻体被照射部位和导电电极导通，于是光电电位器的输出端就有电压输出，输出电压的大小与光束位移照射到的位置有关，从而实现了将光束位移转换为电压信号输出。

图5．11 光电电位器的结构

光电电位器最大的优点是非接触型电位器，不存在电刷磨损的问题，它不会对传感器系统带来任何有害的摩擦力矩，从而提高了传感器的精度、寿命、可靠性和分辨率，也不存在阶梯误差。其缺点在于接触电阻较大，线性度差。由于它的输出阻抗较高，需要配接高输入阻抗的放大器，同时光电材料的参数易受温度的影响，因此，其工作温度范围比较窄。尽管光电电位器有着不少的缺点，但由于它的优点是其他电位器所无法比拟的，因此在许多重要场合得到了广泛应用，也是将来电位器式传感器发展的趋势之一。