教育期刊论文查询导电滑环的技术研究

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　　[摘 要]系统分析各技术指标的特点，总结各指标的影响特点及对应的防护特点，对导电滑环进行进一步研究优化及工程应用有重要的指向意义。

　　0 前言

　　导电滑环是实现两个相对旋转机构间信号、电流传输的装置，广泛的应用于海、陆、空、天等领域以及其他民用和工业设备。为了对导电滑环进行进一步研究，下面对导电滑环主要技术指标进行系统分析。

　　1 接触电阻

　　导电滑环接触电阻大小直接影响到其工作性能，如果电阻过大，则会在接触面产生高温破坏设备，降低仪器的稳定性。接触电阻主要受到制作材料、接触形式以及接触压力的影响。

　　1.1 制作材料

　　导电滑环的主要构件是滑环和刷丝。对于此构件的制作材料要求有很高导电率，同时有很好的导热性能。此外制作材料要有熔点高，电阻温度系数小等特点，同要有一定的抗氧化、抗硫化、抗腐蚀性气体等特性。此外还要求硬度高、比较耐磨损等。经过试验，选用黄铜做导电滑环较好。经过现场的工程实际及实验研究，金合金能够满足上述要求，同时也可以选用质量上乘、加工精细的黄铜做为滑环的制作材料。在应用后者时，为了提高材料的各方面指标，可以在材料上镀一层金、铑、钯、镍等金属，从而有效提高构件的导电性及耐腐蚀性能。刷丝的制作材料可以是金镍丝，还可以用表面镀钯的黄铜代替，这两种材料都具有很好的导电性能及防腐蚀作用，满足仪器要求。

　　1.2 接触形式

　　刷丝与滑环的可以分为点接触式和面接触式两种。其中以点接触式应用比较广泛，该形式也具备许多优点。由于点接触式的接触面积相对较小，所以允许通过的电流亦相对较小，一般不能超过8A。当通过电流超过点接触所允许的最大值，则应考虑选择面接触式设计。面接触式导电滑环相对点接触式结构复杂，从而体积较大，成本较高。

　　1.3 接触压力

　　接触压力是影响导电滑环性能的重要参数，这是由于接触压力与刷丝与滑环之间的接触电阻压力成反比例关系，即接触压力的大小直接影响到了接触电阻的大小。但是两者的接触压力应控制在一定范围内，一面过大引起过大的摩擦力矩，加大接触面的磨损程度。理想的接触压力应该是保证刷丝与滑环充分而有效地接触，与此同时不会产生过大的接触压力而对接触面造成破坏，甚至影响仪器的正常工作。接触电阻的计算公式如下：式中:

　　—导电滑环的接触面电阻;—与接触面组成材料性质以及接触形式的相关系数，当接触面为线接触或者面接触时可以取0.05~0.14，当接触面为点接触时 可以取0.15~0.19;n—与接触面得压力值以及接触数目相关的系数，当接触面为点接触形式时可取0.5，线接触时n=0.75，当接触形式为面接触时n=0.8~1.0;F—为接触面压力，单位为kgf。

　　2 绝缘性能

　　为了保证导电滑环的正常工作，应对其绝缘性提出较高要求，其中导电滑环的环间绝缘电阻应该不得小于10M ，仪器耐压应该保证在1000V电压作用不被击穿。导电滑环的结构复杂，各构件的环间距离应控制在1.5mm为宜左右。其决定因素是对连接槽的加工工艺，而且应该保证在完成灌胶程序后能够保证结构有足够的绝缘性能。

　　3 抗干扰性

　　通过导电滑环可以传输高频的交流电，高电压的交流电，大电流的交流电，弱小的直流小信号等多种电信号，但是由仪器之间的距离有限，在如此短的距离内传输多种电信号，难免造成不同信号之间的相互干扰作用，从而发生静电感应耦合，磁场感应藕合和电磁场感应藕合的干扰形式，如果不进行有效地控制，不仅可以影响到仪器的正常工作，影响其传输的准确度，更严重的可能发生安全危险。所以应尽可能的提高仪器的抗干扰性能，保证信号传输的准确及工作安全。

　　3.1 静电感应藕合干扰

　　静电感应藕合干扰的产生原因是由于各个导线中存在的电容和滑环之间的电容引起产的，静电感应藕合干扰电压的计算公式如下:

　　式中： —静电感应藕合产生的电压;

　　—各滑环间的电容，(F/m);

　　—受影响的导体的电容，(F/m);

　　—干扰源的角频率;

　　R—受干扰导体与地之间的电阻值，( );—干扰源的电压。

　　由于静电感应藕合干扰对导电滑环产生较大的影响，应当采取合理措施减小影响，比如导电滑环受到高电压、小电流干扰时，所产生的主要是电干扰，该种干扰可以通过设置电场屏蔽处理，即在导体的外部加设屏蔽装置，并且使屏蔽一端接地。

　　3.2 磁场感应拐合干扰

　　由于仪器的导线以及滑环之间的距离都很近，从而在之间有交流电时，会在仪器之间产生互感作用，从而产生互感电压，互感电压的计算公式是：式中： —互感电压;

　　—干扰源的角频率;

　　M—环间互感系数;

　　—干扰源的电流大小。

　　如果导电滑环受到低电压、大电流的干扰源干扰时，可以采用磁场屏蔽的方法进行防护。磁场屏蔽可以很大限度的防止仪器受到磁场的藕合干扰，对于干扰源产生的低频磁场进行屏蔽时，应该采用铁磁材料，该材料的特点是具有高的磁导率;相反，对于高频磁场的屏蔽应该用具有低电阻率的材料进行防护。

　　3.3 电磁场干扰

　　当导电滑环受到高电压，高频率的信号干扰时，可以产生电干扰和磁干扰，这是应该采用电磁屏蔽进行防护，防护材料可以采用导电材料，采用这种防护措施能够对两种干扰形式同时进行屏蔽。应用装屏蔽装置进行仪器防护时，由于防护装置较复杂，对仪器的正常工作也有一定影响，在实际操作中，可以减少装置的安置位置，只在有效合理的位置进行安装，达到最大的效果。

　　3.4 信号突变产生干扰

　　在信号传递过程中，由于经过开关时会发生突变，这种突变对导电滑环引起一定的干扰作用。为了使信号能够稳定的传输，可以采取一定措施进行防护，常用的防护措施是在干扰源附近设置滤波装置，从而有效地防止干扰信号的干扰作用。

　　3.5 电压不稳引起干扰

　　如果导电滑环所传输的信号为大电流和大电压的时候，其值会有明显的浮动，从而引起了信号的变异，形成突波信号，进而对仪器有明显的干扰作用。该形式的干扰一般可以设置突波抑制器进行处理，从而减少对仪器的传输信号的影响。

　　4 结论

　　本文通过系统分析，研究了影响导电滑环各技术指标的特点，通过对不同的技术指标的原理进行分析，总结各指标的影响特点及对应的防护特点，对导电滑环进行进一步研究优化及工程应用有重要的指向意义。

　　参考文献

　　[1] 周小泉，王志勇.精密导电滑环主要检测参数分析[J].计测技术，2007(S1).

　　[3] 王冰切，苏东林等.电子战特种飞机的天线隔离度测试[J].宇航计测技术，2007，27(3):1-5.

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