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一、 电位器的识别

  电阻器的种类非常多，除了前面介绍的一般电阻器之外，另外还有可调整电阻值的电阻器，被称为“可变电阻器（Variable Resistor，VR）”。这种电阻器可通过调整转轴角度来改变电阻值。更精密一点的微调电阻器则须旋转数圈才能调整由0％～100％的电阻值，常运用于精密仪器调校上。
  通过调节可变电阻器的转轴，可以使它的输出电位发生改变，所以这种连续可调的电阻器，又被称为电位器。电位器的种类很多，用途各不相同，通常可按其材料、结构特点、调节机构运动方式等进行分类。
  根据所用材料不同，电位器可分为绕线电位器和非绕线电位器两大类。前者额定功率大、噪声低、温度稳定性好、寿命长；缺点是制作成本高、阻值范围小、分布电感和分布电容大。非绕线电位器在电子仪器中应用较多，如常用的碳膜电位器、合成碳膜电位器、金属膜电位器、玻璃釉膜电位器、有机实芯电位器等。非绕线电位器的共同特点是阻值范围宽、制作容易、分布电感和分布电容小；缺点是噪声比绕线电位器大，额定功率较小，寿命较短。这类电位器广泛应用在收音机、电视机、收录机等家用电器中。
  根据结构不同，电位器可分为单圈电位器、多圈电位器，单联、双联和多联电位器，带开关电位器、锁紧和非锁紧式电位器。
  根据调节方式不同，电位器还可分为旋转式电位器和直滑式电位器两种类型。前者电阻体呈圆弧形，调节时滑动片在电阻体上做旋转运动；后者电阻体呈长条形，调整时，滑动片在电阻体上做直线运动。电位器的种类有多种多样，常见的电位器外形图如下图所示。

  电位器是一种连续可调的电阻器。其滑动臂（动接点）的接触刷在电阻体上滑动，可获得与电位器外加输入电压与可动臂转角成一定关系的输出电压，如图下图所示。

电位器是一种连续可调的电子元件，对外有三个引出端：一个是滑动端；另外两个是固定端。滑动端可以在两个固定端之间滑动，使其与固定端之间的电阻值发生变化。在电路中，电位器常用来调节电阻值或电位。

  电位器是根据串联电阻的分压原理制成的器件。电位器的活动接点把电阻分成两部分。改变活动接点的位置，就可以改变AC和CB两边电阻的电阻值。如果把电位器接至电源电压E，根据串联电阻电路，电阻上的电压与电阻的大小成正比，那么CB两点的电压便随着活动接点的位置而改变。当C点移至A，则C和B间的电压便等于电源电压9V。当C点在A、B两点的中间，则C、B间的电压便等于9V电源电压的一半；当C移至B，则C、B间的电流便等于零。这样，利用改变活动接点的位置便可以调整电压从零至电源电压9V的范围。也就是说，把电位器接到固定的电源电压，便可从活动接点的位置得到不同的电压。
  电位器的种类繁多，根据其操作方式可分为单圈式、多圈式；根据其导电介质还可以分 为线绕式电位器、碳膜电位器、导电塑料电位器等；根据功能还可分为音量电位器（通常为 双声道）、调速电位器（通常为设备速度控制用）等。以上所述的电位器，它们的共同点是 都有一机械的滑动接触端，通过调节该滑动接触端即可改变电阻值，从而达到调节电路中的 各种电压、电流值的目的。下面只介绍常用的几种电位器。
  ① 单联电位器：这种电位器只有一个滑动臂，只能同时控制一路信号；单联电位器通 常有三个引脚，中间的一个为滑动触点连接端，左右两个引脚为电阻体两端的连接引线。也有些单联电位器有四个引脚，在这四个引脚中，有一个引脚与电位器外壳相连（使用 时该脚接地以降低噪声）或者与电阻体的中间部位相连（使用时悬空或接音调调整电路）， 其他三个引脚与普通电位器引脚功能一样。
  ② 双联电位器：双联电位器是为了满足某些线路统；的需要、将相同规格的两个电位 器装在同一轴上，这就是同轴双联电位器。还有一种是将两个相同或不同规格的电位器分别 装在一组同心轴上，外轴为空心套管，里轴装置在套管里。使用时，两轴可以自由转动而调节其中的任意一联电位器时被称为异步异轴双联电位 器。使用这类电位器可以节省空间，美化板面的布置。高档立体声收录机的音调、音量控制和一些测量仪器上，常使用双联电位器。若将多个相同或不同规格的电位器分别装在一组同心轴上就称为多联电位器。
  ③ 带开关电位器：这种电位器将开关与电位器结合为一体，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，主要应用在电视机、收音机、随身听等电子产品中。
  ④ 微调电位器：微调电位器又名半可变电位器或者半可变电阻器。微调电位器主要用在不需要经常调节的电路中，如彩电开关电源中的电压调整电位器。微调电位器有三个引脚（中间的引脚通常为滑动臂），上面通常有一个调整孔，将螺丝刀插入调整孔并旋转即可调整阻值。

微调电位器又分单图和多图微调电位器。单圈微调电位器通常为灰白色，面上有一个十字可调的旋钮，出厂前放在一个固定的位置上，不在两头；多图电位器通常为蓝色，调节的旋钮为一字，一字小改锥可调。微调电位器又分成项调和侧调两种，主要目的是为了使电路板调试起来方便。

  微调电位器的主要功能是补偿固定电阻器的误差。电子装置中若需要很精确的电阻值时，可用半可变电阻器进行调整，以达到所需要的电阻值。
  常用电位器的外形图如下图所示。

  在电路原理图中，电位器常用字母“RP”、 “VR”， “W”表示。常用电位器（含可变电阻器）的电路符号如下图所示。

二、 电位器的检测

  电位器标称阻值是它的最大电阻值。如标注为100k的电位器，则表示它的阻值可在0～100kΩ内连续变化。
  检查电位器时，首先要转动旋柄，看看旋柄转动是否平滑，开关是否灵活，并听一听电位器内部接触点和电阻体摩擦的声音，如有较响的“沙沙”声或其他噪声，则说明质量欠佳。在一般情况下，旋柄转动时应该稍微有点阻尼，既不能太“死”，也不能太灵活。
  用万用表测试时，应先根据被测电位器标称阻值的大小，选择好万用表的合适挡位再进行测量。
  测量时，将万用表的表笔测量定触点的两端电阻值，其读数应为电位器的标称阻值，如图下图所示。如万用表显示的电阻值与标称阻值相差很多，则表明该电位器已损坏。

  检测完电位器的标称阻值正常后，还要再检测电位器的滑动臂（活动触点）与电阻体（定触点）的接触是否良好。此时可以用万用表的一个表笔（欧姆挡）接在动触点接线端（通常为中间的引脚），然后将另外一个表笔随意接在电阻体接线端（通常为外侧的两个引脚），如下图所示。

  慢慢旋转轴柄(顺时针或者逆时针均可),电阻值应逐渐增大或者减小,阻值变化范围 应该在“0Ω~标称阻值”或者“标称阻值-0Ω”之间。旋转轴柄时,万用表阻值读数应平 稳变化(表头中的指针应平稳移动)。若有跳动现象,则说明活动触点接触不良的故障。
  同轴双联电位器(简称双联电位器)相当于两个单联电位器的综合,且两个电阻体的阻 值(总阻值)相等,因此除了要分别检测各个电阻的阻值是否与标称阻值一致外,还要检 测两个单联电位器在滑动转轴时阻值变化是否同步,检测方法如下:
  用导钱把同轴双联电位器A的脚和B的3脚连接起来,将两表笔分别接于同轴双联电 位器A、B的滑动触点,如图下图所示。

  此时,测得的阻值应等于被测同轴双联电位器的标称阻值,然后慢慢顺时针(或逆时针) 旋动电位器轴柄,万用表显示的电阻值应该无变化或变化很小,这说明两电阻体上各点电阻 值的均匀性越好,被测同轴双联电位器的同步性越好。若在旋转轴柄过程中,万用表显示的 阻值示数变化很大,则说明该双联电位器的同步性不好。若电路中使用该电位器,则会造成 两个调整信号变化不一致的故障,如作为立体声音响的音量调整电位器时,会造成调整音量时两个声道音量不一样的故障。

三、电位器的主要参数

【阻值变化特性】

  阻值变化特性是电位器的主要参数。为适应各种不同的用途,电位器阻值变化规律也不相同。阻值变化特性是指电位器的阻值随转轴旋转角度的变化关系,可分为线性电位器和非线性电位器。常见的电位器阻值变化规律有直线式(X型)、指数式(Z型)、对数式(D型) 三种。三种形式的电位器阻值随活动触点的旋转角度变化的曲线如下图所示。

  上图中,纵坐标表示当某一角度时的电阻实际数值与电位器总电阻值的百分数,横坐 标是旋转角与最大旋转角的百分数。
  X型电位器的阻值变化与转角成直线关系,也就是电阻体上导电物质的分布均匀的, 所以单位长度的阻值相等。X型电位器适用于一些要求均匀调节的场合,如分压器、偏流调 整、示波器的聚焦和万用表的调零等电路中。
  Z型电位器在开始转动时,阻值变化较小而在转角接近最大转角一端时,阻值变化比较 显著。因为人耳对微小的声音稍有增加时,感觉很灵敏,但声音大到某一值后,即使声音功 率有了较大的增加,人耳的感觉却变化不大。这种电位器适合于音量控制电路,因为采用这 种电位器做音量控制,可获得音量与电位器转角近似于线性的关系。
  D型电位器的阻值变化与Z型正好相反,它在开始转动时阻值变化很大,而在转角接近 最大值附近时,阻值变化就比较缓慢。D型电位器适用于音调控制等电路。X、D、Z字母符号一般印在电位器上,使用时应特别注意。

【额定功率】

  电位器的两个固定端允许耗散的最大功率为电位器的额定功率。使用中应注意额定功率 不等于滑动端与固定端的功率,滑动端与固定端之间所承受的功率要小于这个额定功率。

【标称阻值】

  电位器电阻体的电阻值称为电位器的标称阻值。

【允许误差】

  允许误差指的是实测阻值与标称阻值误差范围。根据不同精度等级,电位器的允许误差 为20%、10%、5%、2%、1%。精度电位器的允许误差可达到0.1%。

【动态噪声】

  由于电阻阻值分布的不均匀性和滑动触点接触电阻的存在,电位器的滑动臂在电阻体 上移动时会产生噪声,这种噪声对电子设备的工作将产生不良影响。
  电位器一般都用直标法将其类型、阻值、额定功率、误差直接标在电位器上。电位器的 材料类型常用字母代表。常用字母表示的电位器类型见下表。

四、电位器的选择与应用

  电位器是一种常用的电子元器件,普遍应用在各种电压、电流需要调节的电气(电器) 设备中,如各类家用音响的音量调节、各种工业设备中的速度调节及各种电子电路中的偏置 电路等。

选择电位器时,首先要确保电位器的体积大小和转轴的轴端式样要符合电路的要求;然后要根据用途选择电位器的阻值变化形式,如分压控制、偏流调整等可用直线式电位器,音调控制、对比度调节可用对数式电位器,音量调整可用指数式电位器。
电位器的代换首先应保证外形和体积与原电位器大致相同,以便于安装。阻值允许变为20%~30%。对于功率来说,原则上不得小于原电位器,但是对于阻值补偿的电位器来说,用固定电阻器取代调定等值电位器也是可以的。

  电位器多使用碳酸盐类的合成树脂制成,应避免与以下药品接触:氨水、其他胺类、碱 水溶液、芳香族碳氢化合物、酮类、酯类和卤素族的碳氢化合物等。
  在电路设计上,若直流通过电位器的滑动杆时,则因引起电阻值的异常增加,故易出现 阳极氧化效应。其避免方法是将滑动杆接在电源正极,另一端接在负极。
  为防止杂音,对于高增益电路中的电位器,应将电位器的金属外壳与电路接地端连接起来。

4.1 电位器在音响电路中的应用

  电位器在音响电路中主要应用在音量控制电路、音调控制电路、左右声道平衡控制电路 中,有时在一个电路中可能有多个电位器来控制不同的项目。电位器在音响电路中的应用电 路示意图如下图所示。

【音量控制电路中的应用】

  音量控制电路的主要电路形式就是采用由电位器组成的信号衰减电路,通过调节电位器 中间滑臂的位置来调节信号的衰减量,进而改变输入到音频功率放大器的信号幅度,经放大 器放大后改变功放电路的输出功率,从而实现音量控制的目的。
上图中,电位器VR801-3、VR801-4是双联电位器中的两个组成部分,分别组成 左、右声道的音量控制电路,通过旋转电位器的旋钮,就可以控制输入到功率放大电路的信号电平幅度,进而完成对音频信号的衰减,从而对音量进行有效地控制。

【音调控制电路中的应用】

  音调控制电路的作用就是使听音者根据自己的需要对声音的某些频率段进行提升或者衰减,使重放的声场更符合听音者的听觉习惯。在普及型功放中,通常只设有高、低音两个 音调调节旋钮,根据其在电路中的位置,这种音调电路又可分为衰减式、负反馈式、混合式。 而在中、高级功放机中,通常都采用多频段音调电路来使校正的频响更细致,效果更出色。
  上图电路中,由R811、R812、R816、R820、R821、R825、C812、C813、C818~C821、 VR804-1、VR805-1组成左声道(右声道与之相同)的负反馈高、低音调节音调电路。由 于该电路具有信噪比高、调试方便等优点,因此目前大多数普及型功放都采用这种电路形式。
  VR804-1为低音调节旋钮,VR805-1是高音调节旋钮。当进行低音调节将VR804-1 滑臂调至最左端时,低音信号R811、R816 直接送入运算放大器,输入增益最大,而放大器 输出的负反馈信号中的低音部分则经过R820、VR804-1、R816负反馈进入运算放大器输入 端,负反馈量最小,因而低音提升量最大;当调节VR804-1滑臂至最右端时,则低音信号 输入增益最小,负反馈量最大,提升量最小。由于C818、C820 对低音信号的容抗很大,近 似于开路,而对高音信号则可近似为短路(R=1/2fC)。所以,无论怎样调节 VR804-1的滑 臂,只会对低音信号有影响,而不会对中、高音信号有任何影响。
  当进行高音调节将VR805-1滑臂调节到最左端时,高音信号经过R812、C815直接送 入运算放大器,输入增益最大,而放大器输出的负反馈信号中的高音部分则经过R821、 VR805-1、C815负反馈进入运算放大器输入端,负反馈量最小,因而高音提升量最大:当 将VR805-1滑臂调节到最右端时,则高音信号输入增益最小,负反馈量最大,提升量最小。 由于C815 容量较小,对中、低音信号可视为开路,因而无论怎样调节VR8051的滑臂, 只会对高音信号有影响,而不会对中、低音信号有任何影响。

【左、右声道平衡电路中的应用】

  左、右声道平衡电路是通过调节左、右声道音频信号的增益来调节左、右声道的音量, 从而来校正因左、右声道音量不一致引起的声、像偏移(或称声、像定位不准)现象。
  上图电路中电位器VR806为左、右声道平衡调整电位器。当VR806 的滑臂(接地点) 位于中间位置时,左、右声道输出信号幅度相等(设输入信号幅度一致),左、右声道插入 损耗均为3dB,两声道输出相等。当VR806 滑臂滑向任一顶端时,该声道的信号幅度就变得 很小,甚至为零,而另一声道的强度就上升3dB,从而实现左、右声道平衡的调整。
  当 VR806 滑臂向上移时,L声道衰减增加,输出电平减小;当VR806 的滑滑到最上 端时,L声道输出为0。同理,当VR806的滑臂向下移时,声道衰减增加,输出电平减小; 当 VR806 动臂指向B点时,R声道输出为0。因此,在两声道信号电平不一致的情况下,可 通过调节 VR806的滑臂使其达到一致。

4.2 电位器在其他电路中的应用

【在电压调整电路中的应用】

  下图所示电路为电位器在电压调整电路中的应用电路。

  上图所示电路中,旋转电位器RP1的转轴,即可改变电位器1、2脚之间的电阻值, 进而改变RP1与R1串联之后的电阻值,最终达到调整 LED1 两端电压并改变 LED1 发光亮 度的目的(LED1 两端电压与发光亮度呈正比)。

【在自动控制电路中的应用】

  下图所示电路为电位器在自动控制电路中的应用电路。

  上图所示电路为构造极为简单且应用范围相当广泛的电路,适合用来控制台灯的亮 度、电风扇的转速、电热器的温度及电烙铁的温度等。
  该电路主要的控制组件为一只双向晶闸管,利用RC电路在双向晶闸管 SCR1 的闸极 (gate,G极)产生一触发电压(Trigger Voltage),使双向晶闸管导通,由于RC造成的时间 延迟,当R越大时,电容C的充电电流越小,使得C的电位达到足以触发双向晶闸管的时间 越慢,因此在双向晶闸管G极上的触发角度越大,双向晶闸管 SCR1的MT1,MT2 电极间的 导通角度越小,负载上的电压越低;反之,负载上的电压越高。
  R1 为保护电阻,以免在VR调整到02时,太大的电流损坏SCR2。R1 在该电路中选用 3k2/5W的电阻。负载端可连接一只电源插座,使用时只要将欲控制的电器(如灯泡、电热 器等)插入即可。

五、 往期回顾

【干货】【常用电子元器件介绍】【电阻】（一）–普通电阻器
【干货】【常用电子元器件介绍】【电阻】（二）–敏感电阻器