Liukurenkaat signaalin- ja datansiirrossa

Abstract

Tämän opinnäytetyön tarkoituksena on tutkia kirjallisuusselvityksen muodossa tekijöitä, jotka vaikuttavat liukurenkaassa syntyvään sähköiseen kohinaan. Työn alussa esitellään erilaisia liukurengas- ja kontaktityyppejä sekä niiden materiaaleja. Tribologiset ilmiöt kuten kitka ja voitelu vaikuttavat oleellisesti signaalin laatuun, ja näihin asioihin perehdytään ennen kuin käsitellään mitä sähköinen kohina on ja mikä sen vaikutus on signaalin- ja datansiirtoon. On tärkeää ymmärtää liukurenkaan toimintaan vaikuttavia tekijöitä, sillä liukurenkaiden käyttöä monissa mittaus- ja säätötekniikan sovelluksissa ei tulla heti syrjäyttämään sen yksinkertaisen rakenteen ja edullisuuden ansiosta. Käytetyin mittari kontaktin laadun tarkistamiseksi on ollut jo pitkään resistanssi. Sähköinen kohina syntyy liukurenkaissa pitkälti resistanssin vaihteluiden seurauksena. Korkeammilla taajuuksilla myös kokoonpanon kapasitanssilla voi olla pieni vaikutus. Suunnitellessa liukurenkaita joudutaan aina tekemään jonkinlainen kompromissi kulumisen ja kontaktin laadun välillä. Samalla kun kontaktipintojen väliin syntyvä kalvo kasvattaa resistanssia, eli lisää sähköistä kohinaa, se myös pidentää renkaan kestoikää. Kontaktiympäristöllä ja materiaalien valinnalla voidaan vaikuttaa oleellisesti tähän, mutta täydellistä liukurengasta on mahdoton suunnitella.