Резистор — это просто. Не очень

Эта заметка будет посвящена такой простой вещи, как переменный проволочный резистор. Но не такому уж и простому резистору, как многие, а СП5-35А.

В момент, когда я думал, что уже всё знаю о переменных и подстроечных резисторах, всплыла поразительная для меня информация.

Я собирался делать классическую схему грубой и точной настройки выходного напряжения в линейном блоке питания с двумя переменными резисторами, когда уважаемый коллега по работе упомянул про советские резисторы, которые были типа два в одном.

Сначала у меня в голове всплыли флешбеки со сдвоенными резисторами, на одном валу, типа СП3-30Г, потом в голове вспомнились резисторы, имеющие две оси, внутреннюю и наружную, связанные по отдельности с разными сопротивлениями, типа СП3-30И, потом в голову почему-то влез вообще сдвоенный подстроечник, типа СП5-4В1А:

Но всё это было не то. Мой товарищ рассказал про чудо резистор, где на одном валу есть сразу два переменных сопротивления, грубое и точное, и хитрый механизм их задействования.

Причин не верить этому человеку не было, так что я пошёл гуглить, но к моменту, когда я подходил к своему рабочему месту, в мессенджер мне уже заботливо пришла ссылка на обсуждаемый прибор. Я действительно думал, что видел и знаю все переменники, но тут я смотрел на даташит совершенно нового для меня, но старого для нашего общества, прибора.

Документаций на него много разных, но основные тезисы такие:

Резисторы СП5-35А – для навесного монтажа (1Вт)
Резисторы СП5-35Б – для печатного монтажа (0.5Вт)

Применяются для работы в цепях постоянного, переменного и пульсирующего токов с напряжением до 250 В.

Конструкция резисторов построена по грубо-точной схеме, имеет два резистивных элемента, при этом подвижные системы управляются от одного вала. При регулировке сопротивления вначале происходит поворот подвижной системы точного резистивного элемента от упора до упора, а затем – поворот подвижной системы грубого резистивного элемента.

Резисторы СП5-35 относятся к однооборотным резисторам с круговым перемещением подвижной системы.

Схема его выглядит так.

Основные характеристики прибора:

— Диапазон номинальных сопротивлений
          СП5-35А   68…22 000 Ом
— Допускаемое отклонение сопротивления от номинального +/-10% 
— Число циклов перемещения подвижной системы 5 000 
— Ресурс 25 000 часов 
— Электрическая разрешающая способность +/-0,01% 

На отдельном графике даже приводится зависимость мощности от температуры. Иногда бывает весьма полезной такая информация.

Условия эксплуатации резистора СП5-35А:

Механические воздействия:
— Синусоидальная вибрация: 
— диапазон частот 1-600 Гц 
— амплитуда ускорения 100 м/с2 
— механические удары многократного действия (ускорение) 100 м/с2 

Климатические воздействия:

— Интервал рабочих температур от -60 до +70°С 
— Относительная влажность воздуха (при температуре +35°С) 98% 

Почитав документацию на виновника этой заметки, мне дико захотелось понять, что внутри. Но информации и фото в интернете я не смог найти. Но как настоящему инженеру, мне очень захотелось заглянуть во внутрь. Через 20 минут я уже листал авито в поисках подопытного, который расширит круг моего познания.

Ну вот мы и подобрались к той части заметки, ради которой многие перешли по ссылке.

Ко мне приехал этот замечательный резистор. Выглядит достаточно классно, особенно по сравнению с СП3хх

Действительно, при вращении движка чувствуется, как сначала движется легко, а после некоторого момента, усилие приходится увеличивать. При этом назад опять идёт легко, и после опять усилие увеличивается. Мне очень понравилось, как это всё ощущается.

Кстати, схема, изображённая с торца резистора, достаточно ёмко передаёт суть всего происходящего.

Подключил мультиметр и посмотрел, как оно работает. Ну тут особо ничего не предсказуемого не увидел.

Действительно малое усилие отвечает за небольшую, точную, регулировку. После этого, упираясь и делая бОльшее усилие для поворота, перемещается эта плавная область по всему диапазону регулирования вверх или вниз, в зависимости от стороны поворота.

Применив паяльный фен и смекалку, снял заднюю крышку.

Первое вскрытие показало достаточно примитивное решение с передачей сигнала от скользящего контакта при вращении. МГТФ – достаточно гибкий многожильный провод, который позволяет много и долго крутить резистор, без страха, что контакт пропадёт. Но меня это немного разочаровало. Очень хотелось увидеть что-то реально необычное. Хотя, именно простота порой бывает гениальной.

После откручивания гайки, снимается алюминиевая крышка, и весь резистор разбирается. Больше крепежа нет. И на этой фотографии видна вся суть устройства.

Но когда крутишь это в руках – понять намного проще. А по фото сложнее.

Вот так выглядят два проволочных барабана, слева – точная регулировка, справа – сами понимаете:

Суть работы такая:

Лёгкое перемещение происходит по катушке малого сопротивления. Как только её бегунок – скользящий контакт, подходит к краю, вал цепляется за специальный элемент и движение вместе с катушкой малого сопротивления передаётся на скользящий контакт по бОльшей катушке.

Барабан плавного регулирования имеет сопротивление 476 Ом, а общее сопротивление резистора 4,9 кОм.

Путано рассказываю? Ещё бы, я же не конструктор. Давайте покажу более детально:

Снимаю барабан грубой регулировки.

И снимаю барабан точной настройки

Взрыв – схема выглядит так:  

Все скользящие, подвижные элементы реализованы не на подшипниках, но на фторопластовых шайбах в паре с латунными. Основной вал со стороны выхода из резистора тоже сделан просто через втулку, но уже обычного пластика.

Принцип работы можно посмотреть на видео ниже:

Вот и всё. Надеюсь кому-то тоже было интересно посмотреть на конструкцию такого резистора. Люблю элегантные конструкторские решения. А это решение себя ещё и смогло зарекомендовать достаточно надёжным. Теперь хочется в каком-нибудь своём устройстве обязательно его применить.

———————————————————————————————————————————

PS: для тех кому особенно понравился этот прибор, сделал несколько красивых фото под микроскопом, которые более детально могут рассказать о некоторых особенностях СП5-35.

Если контакты представляют из себя более-менее стандартное исполнение:

То проволочная намотка имеет некоторые особенности.

Например бобышка, на которой реализована намотка грубой регулировки, имеет подъём с одной стороны.

Второй интересный момент – то, на чём произведена намотка.

Намотана сделана на медном лакированном проводнике. Обычной медной лакированной проволоке.

Зафиксированы витки с помощью клея (или лака), зелёного цвета