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Leitplastikpotentiometer
Singleturn-Potentiometer mit Leitplastik-Technologie
Ratgeber Leitplastikpotentiometer
Inhalt
Widerstandselement und Auflösung
Leitplastikpotentiometer besitzen ein leitfähiges Widerstandselement aus Kunststoff, von dem sich auch der Name dieser Potentiometer ableitet. Auf einem Trägermaterial befindet sich eine leitfähige Kunststoffschicht. Diese Schicht stellt eine extrem glatte, spiegelähnliche Widerstandsbahn dar. In der Anwendung liefern diese Potentiometer ein stufenloses Signal, besitzen eine nahezu unendliche Auflösung und ermöglichen eine sehr hohe Lebensdauer von ≥50 Mio. Umdrehungen. Darüber hinaus erreichen Leitplastikpotentiometer hervorragende unabhängige Linearitäten von bis zu 0,02%. Leitplastikpotentiometer, die im „Co-molded“-Verfahren hergestellt werden, haben noch einen weiteren Vorteil. Die angrenzenden Anschlussübergänge zur Widerstandsbahn sind sehr präzise gefertigt, so dass der Schleifer beim Überfahren der Enden der Widerstandsbahn deutlich weniger beansprucht wird.
Leitplastik-Bahn
Beschaltungsart
Leitplastikpotentiometer dürfen nie als veränderlicher Widerstand (Rheostat), sondern nur in Spannungsteilerschaltungen verwendet werden. Andernfalls wird das Widerstandselement beschädigt. In der Spannungsteilerschaltung spielen Potentiometer im Allgemeinen ihre Stärken aus. Temperatureinflüsse wirken sich kaum auf das Ausgangssignal aus, da die am Schleifer abgegriffene Spannung bzw. das elektrische Potential am Ausgang hier weitgehend unbeeinflusst bleibt, da sich das Teilerverhältnis nicht ändert.
Belastbarkeit des Widerstandselementes
| Beispiel | Spannung U | Widerstand R | Leistung P | Applikation möglich? |
| 1 | 20 V | 1 kΩ | 0.4 Watt | ja |
| 2 | 30 V | 1 kΩ | 0.9 Watt | ja |
| 3 | 50 V | 1 kΩ | 2.5 Watt | nein |
| 4 | 100 V | 5 kΩ | 2 Watt | nein |
| 5 | 100 V | 10 kΩ | 1 Watt | ja |
Beispiel Serie MPA20/21
- lieferbare Widerstandswerte (0.5..100 kΩ) 1, 2, 5, 10, 50 kΩ
- max. Belastbarkeit 1 Watt
Für die Verlustleistung gilt:
P = U² / R (Leistung P = Spannung U² / Widerstand R)
Aus diesem Berechnungsbeispiel ist sofort ersichtlich, dass bei einer Betriebsspannung von 50 V das Potentiometer mit 1 kΩ nicht eingesetzt werden kann, da sonst die Leistung, mit der das Widerstandselement belastet wird, zu groß ist. Weitere Einschränkungen ergeben sich durch die Umgebungstemperatur.
Außerdem ist zu beachten, dass sehr hochohmige Leitplastik-Ausführungen hinsichtlich des Schleifer-Kontaktwiderstandes ungünstiger sind, da dieser mit zunehmendem Widerstand der Leitplastikschicht selbst ansteigt.
Widerstandselement im Vergleich
| Widerstandselement | Leitplastik | Draht | Hybrid |
| Lebensdauer | ++ | 0 | + |
| Signalgüte / Auflösung | +++ | + | +++ |
| Linearität | +++ | ++ | ++ |
| Elektr. Einstellweg | max. 360° | 10800° | max. 3600° |
| Verstellgeschwindigkeit | ++ | - | ++ |
| Max. Last am Schleifer | - | + | - |
| Schock / Vibration | - | -- | -- |
Legende: +++ beste | ++ sehr gut | + gut | 0 OK | - niedrig | -- ungünstig | --- nicht geeignet
Entscheidungshilfe
Die Wahl der richtigen Potentiometer-Technologie hängt von verschiedenen Faktoren ab: Stellt Ihre Anwendung hohe Anforderungen an Lebensdauer und enge Linearitätstoleranzen, ist die Leitplastik-Technologie für Singleturn-Anwendungen eine gute Wahl. Leitplastik bietet die höchste Lebensdauer mit bis zu 50 Mio. Umdrehungen und beste Linearitätswerte mit bis zu 0,02% Toleranz in sehr kompakten Bauformen (z.B. MCP22). Durch die sehr glatte Widerstandsbahn wird ein sehr geringes Signalrauschen und eine nahezu unendliche Auflösung erreicht. Darüber hinaus erlaubt die Konstruktion Verstellgeschwindigkeiten bis zu 400 U/min.
Es ist jedoch zu beachten, dass Leitplastik-Potentiometer nicht als Multiturn-Potentiometer existieren (Alternative sind Hybridpotentiometer). Leitplastik-Potentiometer müssen in Spannungsteilerschaltung angeschlossen und der Schleiferstrom auf ein Minimum begrenzt werden.
Vergleich von Leitplastik- und Drahtpotentiometern
Beim Vergleich von Leitplastikpotentiometern mit Drahtpotentiometern ist zu beachten, dass die Toleranz des Gesamtwiderstandes bei Leitplastikpotentiometern im Allgemeinen etwas größer ist als bei Drahtpotentiometern. Da der Einsatz immer in der Spannungsteilerschaltung erfolgen muss, ist diese Toleranz für das Nutzsignal nicht relevant. Wenn jedoch die Verlustleistung einer elektrischen Schaltung genau bekannt sein muss, sollten diese Toleranzen berücksichtigt werden.
Drahtpotentiometer „vertragen“ etwas höhere Stromwerte als Leitplastikpotentiometer, haben ausgezeichnete Widerstandstoleranzwerte und sehr gute Linearitätswerte. Allerdings ist die Oberfläche des Widerstandselementes konstruktionsbedingt etwas rauer, was sich in kleinen Stufen im Ausgangssignal bemerkbar macht. Auch wird der Schleifer konstruktionsbedingt stärker beansprucht, was sich auf die Lebensdauer auswirkt, die in vielen Fällen deutlich unter der von Leitplastikpotentiometern liegt.
Hybrid-Potentiometer sind für Multiturn-Aufgaben
Werden also ähnliche Werte von Leitplastik-Potentiometern für Multiturn-Aufgaben ≥360° benötigt, finden sich diese in unseren Hybrid-Potentiometern. Denn Hybrid ist eine Kombination aus einer Drahtwiderstandsbahn, die mit Leitplastik ummantelt ist. Das schont den Schleifer und ermöglicht zudem ein glattes Ausgangssignal, nahezu unendliche Auflösung und höhere Verstellgeschwindigkeiten.
Tandemausführung für Leitplastikpotentiometer
Leitplastikpotentiometer können wie Draht- oder Hybridpotentiometer auch in Tandemausführung geliefert werden. Was dabei zu beachten ist, finden Sie hier.
Produktanpassungen
Leitplastikpotentiometer bieten aufgrund der sehr glatten Widerstandsbahn eine nahezu unendliche Auflösung für Winkelbereiche bis max. 355° bei max. 400 Umdrehungen / Minute. Darüber hinaus erreichen sie Spitzenwerte bei Lebensdauer und Güte und liefern ein absolutes, analoges Ausgangssignal ohne Stufung.
Konstruktiv erstreckt sich das Portfolio von miniaturisierten, extrem kompakten Leitplastikpotentiometern mit einer minimalen Einbautiefe von < 8 mm bis hin zu komplett abgedichteten Gehäusen mit der Schutzart IP65. Und dennoch gibt es Anwendungen, die eine zusätzliche technische Produktanpassung erfordern.
MEGATRON ist Ihr Spezialist für diese Fälle. Im Rahmen unserer Beratung definieren wir gemeinsam mit Ihnen das optimale Produkt für Ihr „Design in“. Mit hoher Liefertreue und qualitätsgesicherten Produkten setzen wir auf langfristige Partnerschaften und begleiten Sie über den gesamten Lebenszyklus Ihrer Anwendung.