Potentiomètre

• Domaines d'utilisation des potentiomètres
• Qu'est-ce qu'un potentiomètre ?
• Raccordement électrique et sortie de signal
• Combien de connexions un potentiomètre possède-t-il ?
• Technologies des potentiomètres
• Comparaison des éléments de résistance
• Potentiomètres multiples / tandems
• Potentiomètres remplis d'huile
• Amplificateurs de mesure pour potentiomètres
• Adaptations du produit
• Optimisations mécaniques
• Optimisations électriques

• Types de circuit : circuit diviseur de tension ou rhéostat
• Résistance totale
• Mise à terre centrale : Mise à terre de tension ou de courant
• Influences de l'environnement : Vibration/choc, CEM/ESD, température
• Indice de protection IP
• Couple de l'arbre
• Butées mécaniques et accouplement à friction
• Instructions d'actionnement
• Charge de l'arbre et couples de serrage
• Ajustement, types de montage et conseils de brasage
• Effet de fréquence, hystérésis, linéarité

En général, les potentiomètres 

• ne sont pas conçus pour des chocs mécaniques importants et
• ne sont pas adaptés à des vitesses de réglage élevées > 400 tr/min, mais sont considérés comme
• insensibles aux influences CEM et
• considérés comme insensibles aux influences ESD,

car ce sont des composants passifs.

Potentiomètres à fil bobiné

• En principe, ils peuvent également être utilisés comme résistance variable (dans un circuit appelé rhéostat). Nous recommandons toutefois le circuit diviseur de tension, car les composants ont été conçus à cet effet.
• Ils existent en version monotour (< 360°) et multitours (> 7200°).
• Ils ont une durée de vie limitée en raison de l'abrasion et présentent des "échellons" dans le signal de sortie en raison du saut de spire des enroulements de fil, qui se traduisent par du bruit lorsque le curseur est en mouvement.

Potentiomètres à plastique conducteur et hybrides

• Ces deux technologies ne doivent jamais être utilisées comme résistance variable (circuit rhéostat), mais uniquement dans le circuit diviseur de tension.
• Le plastique conducteur n'existe qu'en version monotour et l'hybride qu'en version multitours.
• Les potentiomètres hybrides permettent d'utiliser les avantages des potentiomètres à plastique conducteur également pour les potentiomètres multitours.
• Ils ont une durée de vie nettement plus longue, car la piste résistive est très lisse. Ils possèdent en outre une résolution théoriquement infinie, un signal de sortie particulièrement lisse, une linéarité supérieure et permettent des vitesses de réglage plus élevées.

Lorsque les applications nécessitent une redondance des capteurs, on utilise souvent des potentiomètres dits "multi-corps" (potentiomètres tandem en cas de version double). Vous trouverez ici un aperçu de tous les multiples potentiomètres. Leur domaine d'application s'étend de la construction mécanique à l'aéronautique. Pour que les tolérances de linéarité étroites des potentiomètres conservent leur qualité, il faut veiller à ce que la chaleur générée pendant le fonctionnement, en raison de la structure en série, n'ait pas d'influence négative sur les propriétés du potentiomètre. Il est donc nécessaire de réduire la charge nominale conformément au tableau.

Les potentiomètres remplis d'huile sont généralement utilisés dans des environnements d'application spéciaux, dans lesquels des gaz agressifs, des sels nocifs ou l'humidité peuvent poser des problèmes. Ces potentiomètres se distinguent en outre par le fait que

• que la résistance de contact du curseur est particulièrement stable pendant toute la durée de vie, car le remplissage d'huile supprime la corrosion sur le curseur ou à proximité de celui-ci.

Certaines applications de ces potentiomètres sont par exemple les commandes dans des domaines tels que la construction navale, les installations électriques côtières, les mines et les carrières, les usines sidérurgiques, les installations chimiques et les machines-outils. Certaines applications nécessitent toutefois des homologations supplémentaires, par exemple pour la protection contre les explosions, qui doivent être obtenues séparément pour chaque application si nécessaire. Cliquez ici pour accéder à l'aperçu des potentiomètres remplis d'huile.

En tant que composants passifs, les potentiomètres n'offrent pas de niveaux de sortie standardisés, par exemple 0…10 V, 4…20 mA. Veuillez noter que

• que le signal de sortie des potentiomètres doit être prélevé au moyen d'un circuit diviseur de tension
• et qu'il n'y a donc quasiment pas de courant qui passe par la sortie.

Il n'est ainsi pas possible d'utiliser le signal lui-même comme source de tension ou de courant pour un convertisseur. Pour générer malgré tout des signaux standardisés dans un montage simple, nous proposons des amplificateurs de mesure qui permettent d'obtenir des signaux standardisés au moyen d'une alimentation en tension externe.

Faites fonctionner le potentiomètre dans le circuit diviseur de tension et limitez le courant du curseur au minimum. Ce n'est qu'ainsi que le potentiomètre conserve des caractéristiques de durée de vie optimales et une qualité de signal optimale.

• La tolérance de la résistance totale n'est pas pertinente.
• L'influence de la température est presque entièrement supprimée.

Le circuit diviseur de tension offre l'avantage d'une grande robustesse contre les résistances parasites entre l'élément de résistance et le curseur. Seul le circuit diviseur de tension permet d'exploiter pleinement les particularités de construction de chaque type de potentiomètre en fonction de l'application.

N'utilisez pas le potentiomètre en technique deux fils, comme résistance variable ou rhéostat.

• Ce type de montage présente des inconvénients considérables en termes de qualité de signal et de durée de vie du potentiomètre.
• Et n'est possible que pour les potentiomètres à fil bobiné (à faible charge).
• Les potentiomètres à plastique conducteur et les potentiomètres hybrides sont endommagés si utilisés dans ce type de circuit !

• Potentiomètres 500k - pour les applications à très faible consommation d'énergie
• Potentiomètres 100k - souvent utilisés pour des applications alimentées par batterie
• Potentiomètres 10k - applications standard

Avec cette option, vous avez la possibilité d'utiliser une prise supplémentaire sur la piste de résistance, qui est réalisée comme mise à terre centrale à la moitié de la valeur de résistance correspondant à 50% de l'angle de rotation électrique. Il est ainsi possible, par exemple, de faire fonctionner le potentiomètre de manière bipolaire, c'est-à-dire d'appliquer une tension à polarité positive et une tension à polarité négative aux bornes de l'élément résistif (bornes 1 et 3), tandis que la prise centrale est à la masse. La mise à terre centrale est destinée aux applications qui garantissent, pendant toute la durée de vie du potentiomètre, que la valeur de la tension reste la même dans cette position lorsque le potentiomètre est en position centrale, ou si l'on souhaite généralement répartir la valeur de sortie sur deux plages. Notez ici qu'il existe deux réalisations possibles de cette mise à terre :

La mise à terre de tension ne supporte aucune charge. C'est pourquoi aucun courant ne doit passer par la mise à terre centrale, sinon le composant sera détruit. Pour le câblage de la mise à terre de tension, la règle suivante s'applique : si la prise centrale est à la masse et que les prises d'extrémité sont respectivement à un potentiel négatif et positif, il faut éviter que des courants ne circulent par la prise centrale en la connectant à un amplificateur opérationnel. Si une seule tension d'une polarité est appliquée par une extrémité à la mise à la masse, un courant trop important circule au niveau de la prise intermédiaire. Dans ce cas, la tension appliquée entre les bornes 1 et 3 doit en tout cas être réduite en dessous de 50% de la tension nominale (il est recommandé de descendre en dessous de 10%).

Influence de la température
Nos potentiomètres sont spécifiés dans des conditions standard à température ambiante (+15 °C à +35 °C). Des températures plus basses ou plus élevées peuvent influencer la qualité du signal, par exemple parce que l'humidité de l'air gèle ou que des graisses s'évaporent et se déposent sur la piste de résistance. En outre, la température influence le couple d'actionnement. L'utilisation de joints d'étanchéité ou de graisses spéciales permet de remédier à cette situation. Nous nous ferons un plaisir de vous aider à répondre aux exigences de votre application.

Arrêt mécanique ou sans arrêt (butées)
La plupart du temps, l'arrêt mécanique de fin de course est utilisé pour les applications de définition manuelle de la valeur de consigne. Veuillez tenir compte du couple de butée maximal autorisé et du fait que tous les potentiomètres multitours sont dotés d'un arrêt mécanique de fin de course. Pour les potentiomètres sans arrêt mécanique, une variation de tension se produit lorsque les extrémités sont trop serrées. N'utilisez pas les signaux de sortie de cette plage d'extrémité comme signal utile.

Accouplement à friction
Les accouplements à friction sont utilisés sur nos potentiomètres multitours. L'objectif principal de l'accouplement à friction est de protéger l'arrêt mécanique contre les dommages. Toutefois, si l'accouplement est sollicité en permanence, il peut s'user plus rapidement et sa durée de vie est réduite. Veuillez tenir compte de cet effet.

Applications avec actionnements très courts et constants Veuillez noter que si la course d'actionnement est toujours la même et en même temps très courte, l'élément de résistance subit une abrasion plus importante à cet endroit et sa durée de vie diminue. En même temps, des monticules d'abrasion microscopiques se forment aux extrémités de l'actionnement de l'élément de résistance, ce qui influence la qualité du signal. Un passage périodique sur ces endroits peut nettoyer la piste de résistance.

Couplage mécanique
Ne soumettez pas l'arbre à des forces axiales et radiales excessives à long terme. En règle générale, les valeurs < 1 N ne posent pas de problème. Certains potentiomètres possèdent un palier d'arbre renforcé et permettent des valeurs < 4 N (par ex. ALI17/19). Utilisez un accouplement d'arbre pour minimiser les forces de cisaillement existantes (forces axiales et radiales). Lors du montage de composants supplémentaires, tels que l'accouplement d'arbre, les roues dentées ou autres, veillez à ne pas soumettre l'arbre à une charge permanente supérieure à 10 N. Des charges de courte durée de cette ampleur ne posent aucun problème.

Ajustement du point zéro
L'ajustement du point zéro peut être réalisé confortablement à l'aide d'une fente pour tournevis sur l'arbre. La possibilité d'intégrer une fente pour tournevis sur l'arbre existe pour toutes les séries avec arbre et est déjà réalisée en standard pour certaines. Pour les potentiomètres avec bride servo, le réglage du point zéro est possible par simple rotation du boîtier du potentiomètre. Pour ce faire, les bornes synchro doivent être desserrées au préalable.

Remarque sur le brasage
Pour le brasage des raccords, il faut utiliser des fers à souder de 60 W maximum (< 350 °C) et les appliquer pendant trois secondes au maximum.

Types de montage
Pour le montage sur panneau, il faut monter le potentiomètre avec l'arbre dans un trou parfaitement ajusté et sans jeu. Pour les potentiomètres avec broche de fixation, appelée broche anti-rotation, veuillez prévoir un trou correspondant. Pour les potentiomètres à arbre creux, il faut éviter de fixer le boîtier de manière rigide. En effet, l'arbre creux n'est pas adapté à la fonction de palier de l'arbre d'actionnement.

Les indications de la fiche technique concernant la profondeur et le diamètre du boîtier ne tiennent pas compte des dimensions des raccordements électriques. En cas d'espace de montage restreint, veuillez surtout tenir compte de l'orientation des raccordements et de l'espace supplémentaire nécessaire à cet effet.

Utilisation dans la technique des hautes fréquences
En raison de la structure mécanique, en particulier des potentiomètres multitours (enroulement de fil), les potentiomètres possèdent des valeurs d'inductance et de capacité différentes, dont il faut tenir compte dans les circuits de la technique des hautes fréquences. Ces propriétés entraînent des déphasages entre le courant et la tension, ainsi que des effets d'amortissement. Toutefois, ces effets n'apparaissent généralement qu'à des fréquences supérieures à 20 kHz pour les potentiomètres à fil bobiné (également les potentiomètres hybrides). Pour les potentiomètres à plastique conducteur, ces effets sont négligeables jusqu'à environ 200 kHz, car il n'y a pas d'enroulement.