电位器的型号、含义及使用方法

如图3.1-25所示，电位器（Potentiometer）是一种阻值可调的电阻器，也称为可变电阻器，一般用RP表示。电位器和固定电阻器一样，都具有分压和限流的作用，由于电位器的输出阻值可调，所以可以随时调节阻值来改变分压和限流的程度。

图3.1-25　电位器

图3.1-26　电位器的结构

如图3.1-26所示，典型的电位器一般由电阻体、滑动臂、转柄、外壳及焊片构成。焊片a、c与电阻体两个终端相连，焊片a、c间的阻值是一个固定值，为电位器的标称值。焊片b与滑动臂相连，滑动臂是一个弹性的金属片，紧压在电阻体上，转柄转动时会带动滑动臂在电阻体上滑动。a与b或b与c之间的阻值随转柄转动而变化。

一、电位器的命名

根据电子行业标准SJ/T 10503-1994《电子设备用电位器型号命名方法》的规定，电位器的产品型号一般由4部分构成，其具体含义见表3.1-18。第一部分为主称，用字母W表示该元件为电位器；第二部分表示电阻体材料的类型，一般用字母表示；第三部分表示电位器的类别，一般用字母表示；第四部分表示电阻器的序号，一般用数字表示。

规定失效率等级代号的电位器，在类别代号与序号之间加字母K。

表3.1-18　电位器的型号命名及含义

如图3.1-27所示，该电位器的型号为WXD3。第一部分W表示该元件为电位器；第二部分X表示其为线绕型；第三部分D表示其为多圈旋转精密电位器；第四部分3表示其生产序号。

图3.1-27　电位器的命名

二、电位器的性能参数

电位器所用的电阻材料与相应的电阻器相同，因此，电位器的标称阻值、允许偏差以及温度特性等都与相应的电阻器相似。但由于电位器的阻值是可调的，结构有所不同，因此还有一些特有的技术参数。

1.旋转方向

操作者面向电位器带驱动机构的那一面时，按顺时针或逆时针来定义旋转方向。

2.引岀端名称

电位器的3个引岀端的优先名称的定义如下。a：逆时针方向将轴调节到尽头时，在电气上最靠近动触点端的终端引出端；b：动触点引出端；c：另一端的终端引出端。可以用数字1、2、3或黄色、红色、绿色分别代替a、b、c。

3.动触点

沿电阻体移动的电位器触点。

4.抽头

在电阻体上的固定的电连接。

5.轨道

电阻体上动触点的接触路径。

6.圈数

在总机械行程中，驱动机构完成或接近完成360°转动的总次数。

7.临界阻值

额定电压等于电阻体极限电压时的阻值。低于临界阻值时可以施加在电位器两端引出端之间的最高电压为额定电压，高于临界阻值时的最高电压为电阻体极限电压。

8.标称阻值

标称阻值为标志在电位器上的阻值。电位器的标称阻值是指电位器两固定端a、c间的阻值。电位器的阻值的优先值和电阻器一样要符合表3.1-2中所示系列数系的规定。

9.额定功率

环境温度为70℃时电位器引岀端a与c之间允许的最大功耗。

10.额定电压

由标称阻值和额定功率的积的平方根计算出的直流或交流有效电压值。在高阻时，由于电位器结构和尺寸的原因不能采用额定电压。

11.电阻体极限电压

可以施加在电位器电阻体两端的最大直流或交流有效值电压。

12.绝缘电压

在连续工作的条件下，可以施加在电位器引岀端和其他连接在一起的外部导电零件之间的最大峰值电压。在正常气压下，该绝缘电压值应不小于电阻体极限电压的1.42倍。在低气压条件下，绝缘电压应降低。

13.动触点极限电流

电阻体与动触点之间允许通过的最大电流。

14.电阻规律

引出端a和b之间测得的阻值或输出比与动触点所处机械位置之间的关系。如图3.1-28所示，通用电位器电阻规律有直线规律（A）、对数规律（B）、反转对数规律（C）。在特殊应用中可能需要其他规律（如正弦和余弦规律）。

图3.1-28　电位器阻值变化与转角的关系曲线

直线规律电位器适用于阻值均匀调节的场合，可作为分压器、限流器使用。

对数规律电位器单位面积允许承受的功率不等，阻值变化小的一端允许承受的功率较大，它普遍应用于音量调节电路里。因为人的听觉对声音强弱的判断是以对数关系变化的，若调制音量随电阻阻值对数变化，这样人耳听到的声音就感觉平稳舒适。

反转对数规律电位器适用于与对数规律电位器要求相反的电路中，如电视机的对比度控制电路、音调控制电路等。

15.最小有效阻值

在有效电行程的每个终端，引岀端b与较接近的终端引出端a或c之间的阻值，通常以总阻值的百分比表示。

16.终端电阻

终端电阻是动触点引出端b与其他任一引岀端之间能够获得的最小阻值。

17.剩余电阻

剩余电阻是当动触点调到相应终端止挡时，引出端a或c与动触点引岀端b之间的阻值。

当终端止挡处与观察到最小有效阻值的那点之间没有明显的阻值变化时，则剩余电阻、终端电阻和最小有效电阻相同。最小的阻值不必与机械终端止挡相对应。

18.负载电阻

从输出电压观察到的外部电阻（即连接在动触点b与引岀端a或c之间的电阻）。

19.总外加电压

施加在输入端之间的电压。例如施加在输入端a与c之间的电压。

20.输岀电压

引出端b与规定的参考点之间的电压。除非另有规定，规定的参考点就是引岀端a。

21.输出比

输岀电压与总外加电压的比。

22.总机械行程

当动触点滑过两个终端止挡之间或是离合器的两个动作位置之间的整个运动范围内驱动机构的位移值。

23.总电行程

驱动机构的两个终端位置之间的行程，其间动触点与电阻体的接触应无任何不正常的间断。

24.有效电行程

移动动触点，使得阻值按规定的电阻规律变化时，驱动机构必须移动的行程。对某些结构的电位器，有效电行程可能与总电行程相同。

25.无效机械行程

无效机械行程是机械行程的一部分，在此行程内不能保证动触点与电阻体之间接触的连续性，它等于总机械行程与总电行程之差。

26.转动噪声

当动点运动时，由于接触电阻变化或轨道电阻变化引起的电输出中出现而不存在于输入之中的一些杂散变化。

27.分辨力

分辨力指电位器的阻值或输出电压比能够调到理想值的精度，也称为调节能力或可调性，通常以总阻值的百分数表示。

28.理论分辨力

是以百分数表示的有效电行程内，电阻绕组匝数的倒数。理论分辨力是用来说明线绕电位器的，并且是对电位器输出比可调灵敏度的一种度量。

三、电位器的分类

按电阻体材料的不同，电位器可分为合成碳膜电位器、有机实芯电位器、无机实芯电位器、玻璃釉膜电位器、线绕电位器、金属膜电位器、氧化膜电位器、导电塑料电位器、复合膜电位器等。

按结构的不同，电位器可分为单圈电位器、多圈电位器、单联电位器、双联电位器、多联电位器、抽头式电位器、带开关电位器、锁紧型电位器、非锁紧型电位器、贴片式电位器等。

按阻值变化规律的不同，电位器可分为直线式电位器、对数式电位器、反转对数式电位器等。

按调节方式的不同，电位器可分为旋转式电位器、推拉式电位器、直滑式电位器等。

以下介绍几种常用的电位器。

1.碳膜电位器

如图3.1-29所示，碳膜电位器的电阻体是用碳粉和树脂的混合物喷涂在马蹄形胶木板上制成的，碳膜两端一般涂有银粉，以确保碳膜片与引出线接触良好。碳膜电位器的中间引线是由与轴相连的滑动簧片和电阻体胶木片上的接触环实现连接的，碳膜电位器的内部结构如图3.1-26所示。

碳膜电位器具有种类多、阻值范围宽、制作简单、价格低廉的优点；它的缺点是功率较小，耐湿、耐热性差，滑动噪声大。可满足一般电子产品的使用要求。

图3.1-29　碳膜电位器

图3.1-30　实芯电位器

2.实芯电位器

如图3.1-30所示，实芯电位器的电阻体是将碳黑、石墨等导体材料和云母粉、石英粉等绝缘材料按不同比例配料，用黏合剂调和，再将电阻体和基座采用模塑工艺加热加压而制成的。

实芯电位器具有可靠性高、体积小、耐磨性好、阻值范围宽的优点；它的缺点是噪声大、温度系数大。因此，实芯电位器主要用于对可靠性要求较高的仪器仪表中。

3.线绕电位器

如图3.1-27所示，线绕电位器是用康铜、锰铜或镍络合金丝在环状骨架上绕制成的一种电位器。

线绕电位器可分为通用线绕电位器、精密线绕电位器、大功率线绕电位器、预调式线绕电位器等。

线绕电位器具有耐热性好、额定功率大、稳定性好的优点，常用于大电流分压电路、电源调节电路以及高精度、大功率电路中；由于其分辨力较小、分布电感较大，因此不宜用在高频电路中。

4.带开关电位器

如图3.1-31所示，带开关电位器附带有一个开关装置，将开关与电位器合二为一，在电路中省去一个控制开关，通常应用在需要对电源进行开关控制及音量调节的电路中。

图3.1-31　带开关电位器

图3.1-32　直滑式电位器

5.直滑式电位器

如图3.1-32所示，直滑式电位器不是通过旋转转轴来改变阻值，而是通过与电阻体接触的滑柄作直线运动来调节阻值。直滑式电位器的电阻体为板条形，电阻体材料一般为合成碳膜。

直滑式电位器调节时能直观反映出滑动臂所处的位置，具有触点接触可靠、调节方便、使用寿命长的优点，常用作收音机、录音机、调音台、电视机、取暖器等电子设备的调节和控制器。

6.微调电位器

如图3.1-33所示，微调电位器主要用在不需要经常调节的电路中。微调电位器有3个引脚，中间的引脚通常为滑动触点连接端，其上通常有一个调节孔，利用螺钉旋具旋转即可调整其阻值。

图3.1-33　微调电位器

图3.1-34　多联电位器

7.多联电位器

如图3.1-34所示，多联电位器是将多个电位器结合在一起同时进行调节的电位器。常见的多联电位器有双联电位器、三联电位器和四联电位器。

双联电位器有同轴双联电位器和异轴异步双联电位器两种结构。同轴双联电位器是将相同规格的两个电位器装在同一个轴上，用来满足某些电路统调工作点的需要，比如立体声的音调、音量控制。异轴异步双联电位器是将两个电位器分别装在一组同心轴上，外轴为空心套管，内轴置于套管中，使用时可自由调节任意联电位器的阻值。

多联电位器多用在专业性较强的电路中。

四、电位器的选用

电位器的种类繁多、特性各异，在选用时应注意以下几个方面。

1.根据电路和用途选用特定阻值规律的电位器

电路的类型不同，则对电位器的要求也不同。选用电位器时，必须确保其功率、工作电压、阻值范围、线性精度、外形尺寸、电阻规律等参数符合电路要求。

在收音机电路中，电位器主要用于调整偏流、控制音量与电源的通断。在偏流调整时，应选用直线式、小功率的微调电位器；在音量控制时，应选用带有开关、动态噪声小、寿命长的合成碳膜对数式电位器。

由于调节、控制的需要，仪器仪表电路中用于调节、控制的元件大部分都是电位器。示波器中的聚焦电位器、辉度电位器、辅助聚焦电位器、亮度电位器应选用线性电位器。

2.根据电路和用途选用特定类型的电位器

碳膜电位器具有品种多、阻值范围宽、制作简单、价格低廉的优点，对于要求不高的普通电路或使用环境较好的场合，应首选碳膜电位器。

线绕电位器多用在高精度的仪器仪表或功率较大的电源电路中，但由于其分布电感较大，不能用于高频电路中。

实芯电位器具有可靠性高、体积小、耐磨性好、阻值范围宽的优点，常用于小型家用电器及需要频繁调整阻值的仪器仪表电路之中，但由于结构紧凑，不能用于高温电路中。

3.根据安装位置和用途选用特定结构的电位器

常见的电位器轴端样式有平面式、开槽式、无加工式等，不同型号电位器的轴长各不相同，可根据电路的要求选用不同轴端样式、不同轴长度的电位器。

对于不经常调整阻值的电路，应选用轴柄短并有刻槽的电位器，一般用螺钉旋具调整好后不再轻易转动；对于振动幅度大或在移动状态下工作的电路，应选用带锁紧螺母的电位器；对于装在设备面板上的电位器，应选用轴柄尺寸长的电位器。

五、电位器的检测和替换

1.电位器的检测

电位器的检测主要包括电位器引脚的识别、标称值检测、动触点与电阻体检测和开关检测等，这些都可以通过数字万用表来完成。

（1）引脚识别。常规电位器一般有3个引脚。两侧的一般为电阻体两端的引脚，中间的一般为动触点的引脚。将数字万用表的两支表笔分别接电位器3个引脚中的任意两个，调节电位器测量其阻值，若阻值不变且与电位器标称值基本相同，则表明两支表笔所接的引脚为固定引脚，而剩余的一个引脚即为动触点引脚。

个别电位器有4个引脚，多出的引脚与电位器的金属外壳相连，起屏蔽作用。将数字万用表的两支表笔分别接电位器任意一个引脚和金属外壳，测量其阻值，若阻值为零，则表明此时表笔所接的引脚为外壳接地引脚。

如图3.1-31所示，对于带开关的电位器，在通常的3个引脚之外还有两个开关引脚，开关引脚一般都与转轴相连，与另外3个引脚在结构上明显不同。

（2）标称值检测。根据被测电位器标称阻值的大小，选择数字万用表合适的电阻挡位，红、黑表笔分别置于电位器两个固定端，测量它们之间的阻值。若测得的阻值与电位器标称阻值相近，则电位器两个固定端间正常；若测得的阻值为无穷大，则电位器两个固定端间断路；若测得的阻值为零，则电位器两个固定端间短路。

（3）动触点与电阻体检测。根据被测电位器标称阻值的大小，选择数字万用表合适的电阻挡位，红、黑表笔分别置于电位器动触点和任一个电阻体固定端，旋转转轴，观察万用表的阻值读数的变化。若万用表读数逐步增大或减小，则电位器滑动端与固定端间正常；若万用表读数变化有跳变、反复，说明电位器滑动端与电阻体之间接触不良。

（4）开关检测。对于带开关电位器，还要检测开关是否正常。将万用表置于400Ω挡，红、黑表笔分别接开关的两个引脚。电位器旋转至关位置，万用表读数应该为无穷大；电位器旋转至开位置，万用表读数应该为零。如果在开或关位置测得的阻值均为无穷大，则电位器的开关无法闭合；如果测得的阻值均为零，则电位器的开关无法断开。

2.电位器的替换

电位器损坏后，应选用相同型号、相同参数的电位器进行替换，如果没有相同型号、相同参数的电位器，也可选用性能参数接近的电位器进行替换。