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　　[摘 要]系統分析各技術指標的特點，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向意義。

　　0 前言

　　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。接觸電阻的計算公式如下：式中:

　　—導電滑環的接觸面電阻;—與接觸面組成材料性質以及接觸形式的相關系數，當接觸面為線接觸或者面接觸時可以取0.05~0.14，當接觸面為點接觸時 可以取0.15~0.19;n—與接觸面得壓力值以及接觸數目相關的系數，當接觸面為點接觸形式時可取0.5，線接觸時n=0.75，當接觸形式為面接觸時n=0.8~1.0;F—為接觸面壓力，單位為kgf。

　　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。

　　3.1 靜電感應藕合干擾

　　靜電感應藕合干擾的產生原因是由于各個導線中存在的電容和滑環之間的電容引起產的，靜電感應藕合干擾電壓的計算公式如下:

　　式中： —靜電感應藕合產生的電壓;

　　—各滑環間的電容，(F/m);

　　—受影響的導體的電容，(F/m);

　　—干擾源的角頻率;

　　R—受干擾導體與地之間的電阻值，( );—干擾源的電壓。

　　由于靜電感應藕合干擾對導電滑環產生較大的影響，應當采取合理措施減小影響，比如導電滑環受到高電壓、小電流干擾時，所產生的主要是電干擾，該種干擾可以通過設置電場屏蔽處理，即在導體的外部加設屏蔽裝置，并且使屏蔽一端接地。

　　3.2 磁場感應拐合干擾

　　由于儀器的導線以及滑環之間的距離都很近，從而在之間有交流電時，會在儀器之間產生互感作用，從而產生互感電壓，互感電壓的計算公式是：式中： —互感電壓;

　　—干擾源的角頻率;

　　M—環間互感系數;

　　—干擾源的電流大小。

　　如果導電滑環受到低電壓、大電流的干擾源干擾時，可以采用磁場屏蔽的方法進行防護。磁場屏蔽可以很大限度的防止儀器受到磁場的藕合干擾，對于干擾源產生的低頻磁場進行屏蔽時，應該采用鐵磁材料，該材料的特點是具有高的磁導率;相反，對于高頻磁場的屏蔽應該用具有低電阻率的材料進行防護。

　　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向意義。

　　參考文獻

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