導電滑環是實現兩個相對旋轉機構間信號、電流傳輸的裝置,廣泛的應用于海、陸、空、天等領域以及其他民用和工業設備。為了對導電滑環進行進一步研究,下面對導電滑環主要技術指標進行系統分析。
1接觸電阻
導電滑環接觸電阻大小直接影響到其工作性能,如果電阻過大,則會在接觸面產生高溫破壞設備,降低儀器的穩定性。接觸電阻主要受到制作材料、接觸形式以及接觸壓力的影響。
1.1制作材料
導電滑環的主要構件是
滑環和刷絲。對于此構件的制作材料要求有很高導電率,同時有很好的導熱性能。此外制作材料要有熔點高,電阻溫度系數小等特點,同要有一定的抗氧化、抗硫化、抗腐蝕性氣體等特性。此外還要求硬度高、比較耐磨損等。經過試驗,選用黃銅做導電滑環較好。經過現場的工程實際及實驗研究,金合金能夠滿足上述要求,同時也可以選用質量上乘、加工精細的黃銅做為滑環的制作材料。在應用后者時,為了提高材料的各方面指標,可以在材料上鍍一層金、銠、鈀、鎳等金屬,從而有效提高構件的導電性及耐腐蝕性能。刷絲的制作材料可以是金鎳絲,還可以用表面鍍鈀的黃銅代替,這兩種材料都具有很好的導電性能及防腐蝕作用,滿足儀器要求。
1.2接觸形式
刷絲與滑環的可以分為點接觸式和面接觸式兩種。其中以點接觸式應用比較廣泛,該形式也具備許多優點。由于點接觸式的接觸面積相對較小,所以允許通過的電流亦相對較小,一般不能超過8A。當通過電流超過點接觸所允許的最大值,則應考慮選擇面接觸式設計。面接觸式導電滑環相對點接觸式結構復雜,從而體積較大,成本較高。
1.3接觸壓力
接觸壓力是影響導電滑環性能的重要參數,這是由于接觸壓力與刷絲與滑環之間的接觸電阻壓力成反比例關系,即接觸壓力的大小直接影響到了接觸電阻的大小。但是兩者的接觸壓力應控制在一定范圍內,一面過大引起過大的摩擦力矩,加大接觸面的磨損程度。理想的接觸壓力應該是保證刷絲與滑環充分而有效地接觸,與此同時不會產生過大的接觸壓力而對接觸面造成破壞,甚至影響儀器的正常工作。
2絕緣性能
為了保證導電滑環的正常工作,應對其絕緣性提出較高要求,其中導電滑環的環間絕緣電阻應該不得小于10M,儀器耐壓應該保證在1000V電壓作用不被擊穿。
導電滑環的結構復雜,各構件的環間距離應控制在1。5mm為宜左右。其決定因素是對連接槽的加工工藝,而且應該保證在完成灌膠程序后能夠保證結構有足夠的絕緣性能。
3抗干擾性
通過導電滑環可以傳輸高頻的交流電,高電壓的交流電,大電流的交流電,弱小的直流小信號等多種電信號,但是由儀器之間的距離有限,在如此短的距離內傳輸多種電信號,難免造成不同信號之間的相互干擾作用,從而發生靜電感應耦合,磁場感應藕合和電磁場感應藕合的干擾形式,如果不進行有效地控制,不僅可以影響到儀器的正常工作,影響其傳輸的準確度,更嚴重的可能發生安全危險。所以應盡可能的提高儀器的抗干擾性能,保證信號傳輸的準確及工作安全。
3.3電磁場干擾
當導電滑環受到高電壓,高頻率的信號干擾時,可以產生電干擾和磁干擾,這是應該采用電磁屏蔽進行防護,防護材料可以采用導電材料,采用這種防護措施能夠對兩種干擾形式同時進行屏蔽。
應用裝屏蔽裝置進行儀器防護時,由于防護裝置較復雜,對儀器的正常工作也有一定影響,在實際操作中,可以減少裝置的安置位置,只在有效合理的位置進行安裝,達到最大的效果。
3.4信號突變產生干擾
在信號傳遞過程中,由于經過開關時會發生突變,這種突變對導電滑環引起一定的干擾作用。為了使信號能夠穩定的傳輸,可以采取一定措施進行防護,常用的防護措施是在干擾源附近設置濾波裝置,從而有效地防止干擾信號的干擾作用。
3.5電壓不穩引起干擾
如果導電滑環所傳輸的信號為大電流和大電壓的時候,其值會有明顯的浮動,從而引起了信號的變異,形成突波信號,進而對儀器有明顯的干擾作用。該形式的干擾一般可以設置突波抑制器進行處理,從而減少對儀器的傳輸信號的影響。
4結論
本文通過系統分析,研究了影響導電滑環各技術指標的特點,通過對不同的技術指標的原理進行分析,總結各指標的影響特點及對應的防護特點,對導電滑環進行進一步研究優化及工程應用有重要的指導意義。