Potenziometri

• Vantaggi dei potenziometri
• Che cos'è un potenziometro?
• Connessione elettrica e uscita del segnale
• Quante connessioni hanno i potenziometri?
• Tecnologie dei potenziometri
• Elementi di resistenza a confronto
• Potenziometri multicorpo / tandem
• Potenziometri ripieni d'olio
• Amplificatore per potenziometri
• Personalizzazione del prodotto
• Ottimizzazioni meccaniche
• Ottimizzazioni elettriche

• Tipi di circuito
• Resistenza totale
• Presa centrale
• Influenze ambientali: vibrazioni/urti, EMC/ESD, temperatura
• Classe di protezione IP
• Coppia dell'albero
• Arresti meccanici e frizione antisaltellamento
• Note operative
• Carico dell'albero e coppie di serraggio
• Regolazione, tipi di montaggio e note di saldatura
• Effetto frequenza, isteresi, linearità

In generale, i potenziometri

• non sono adatti a carichi meccanici elevati o
• non sono adatti a velocità di regolazione elevate >400 giri/min.

ma sono considerati

• insensibili agli influssi EMC e
• insensibili alle influenze ESD

in quanto componenti passivi.

Potenziometro a filo

• In linea di principio, possono essere utilizzati anche come resistenze variabili (in un cosiddetto circuito reostato). Tuttavia, si consiglia il circuito a partitore di tensione, poiché i componenti sono stati progettati per questo scopo.
• Sono disponibili nelle versioni a un giro (<360°) e a più giri (>7200°).
• Hanno una durata limitata a causa dell'usura e dei salti di avvolgimento dei fili, che si manifestano come rumore quando il cursore si muove.

Plastica conduttiva e potenziometro ibrido

• Entrambe le tecnologie non devono mai essere utilizzate come resistenze variabili (circuito reostatico), ma solo in un circuito a partitore di tensione
• La plastica conduttiva è disponibile solo in versione monogiro, mentre l'ibrido è disponibile solo in versione multigiro.
• I potenziometri ibridi portano i vantaggi dei potenziometri in plastica conduttiva ai potenziometri multigiro
• Hanno una durata significativamente più lunga perché la traccia della resistenza è molto regolare, hanno una risoluzione teoricamente infinita, un segnale di uscita molto regolare, un'eccellente linearità e consentono velocità di regolazione più elevate.

Quando in un'applicazione è richiesta la ridondanza dei sensori, si utilizzano spesso i cosiddetti potenziometri multicorpo o potenziometri tandem in versione doppia. Una panoramica di tutti i potenziometri multicorpo è disponibile qui.
I potenziometri sono utilizzati in applicazioni che spaziano dall'ingegneria meccanica al settore aerospaziale. Per mantenere le strette tolleranze di linearità dei potenziometri, è importante garantire che il calore generato durante il funzionamento non abbia un effetto negativo sulle proprietà del potenziometro a causa della costruzione adiacente. È quindi necessario ridurre il carico nominale in base alla tabella.

I potenziometri ripieni d'olio sono tipicamente utilizzati in ambienti speciali dove gas aggressivi, sali corrosivi o umidità possono costituire un problema. Questi potenziometri sono inoltre caratterizzati dal fatto che

• la resistenza di contatto del wiper è particolarmente stabile per l'intera durata di vita, in quanto il riempimento d'olio sopprime la corrosione in corrispondenza o in prossimità del wiper.

Tra le applicazioni di questi potenziometri vi sono i sistemi di controllo in settori quali la cantieristica navale, le installazioni elettriche costiere, i pozzi e le miniere, le ferriere, gli impianti chimici, le installazioni sotterranee non presidiate e le macchine utensili. Tuttavia, alcune applicazioni possono richiedere ulteriori approvazioni, come la protezione dalle esplosioni, che devono essere ottenute separatamente per ogni applicazione. Fare clic qui per visualizzare tutti i potenziometri a riempimento d'olio.

In quanto componenti passivi, i potenziometri non offrono livelli di uscita standardizzati come 0..10 V, 4..20 mA. Si noti

• che il segnale d'uscita dei potenziometri deve essere controllato mediante un circuito divisore di tensione.
• e quindi non passa praticamente corrente attraverso l'uscita.

Non è quindi necessario utilizzare il segnale stesso come sorgente di tensione o di corrente per un convertitore. Per generare segnali standardizzati in un progetto semplice, offriamo amplificatori per strumentazione che forniscono segnali standardizzati da un'alimentazione esterna.

Il potenziometro deve essere utilizzato nel circuito del partitore di tensione, limitando al minimo la corrente del cursore. Solo in questo modo il potenziometro manterrà le sue caratteristiche ottimali di durata e qualità del segnale.

• La tolleranza della resistenza totale non è rilevante
• Gli effetti della temperatura sono quasi completamente soppressi

Il circuito a partitore di tensione offre il vantaggio di un'elevata robustezza contro le resistenze parassite tra l'elemento resistivo e il wiper. Solo il circuito a partitore di tensione consente di sfruttare appieno le caratteristiche costruttive speciali di ciascun tipo di potenziometro, a seconda dell'applicazione.

Non utilizzare il potenziometro in un circuito a due fili, come resistenza variabile o come reostato. Questo tipo di circuito presenta notevoli svantaggi in termini di

• qualità del segnale e di durata del potenziometro,
• ed è possibile solo per i potenziometri a filo (a basso carico).
• I potenziometri in plastica conduttiva e ibridi si danneggiano con questo tipo di circuito!

• Potenziometro da 500k - per applicazioni a bassissima potenza
• Potenziometro da 100k - spesso per applicazioni a batteria
• Potenziometro da 10k - applicazioni standard

Questa opzione consente di utilizzare una presa aggiuntiva sulla pista resistiva, sotto forma di una presa centrale con metà del valore di resistenza corrispondente al 50% dell'angolo elettrico di rotazione. Ciò consente, ad esempio, di far funzionare il potenziometro in modo bipolare, ossia con tensioni positive e negative applicate ai terminali dell'elemento resistivo (terminali 1 e 3), mentre la presa centrale è collegata a massa. La presa centrale viene utilizzata nelle applicazioni in cui il valore della tensione nella posizione centrale del potenziometro deve rimanere invariato per tutta la durata di vita del potenziometro stesso, oppure quando il valore di uscita deve essere suddiviso in due intervalli. Si noti che questa presa può essere implementata in due modi.

La presa di tensione non può sopportare un carico. Pertanto, non deve passare corrente attraverso la presa di corrente centrale, pena la distruzione del componente.

Per il circuito della presa di corrente vale quanto segue: Se la presa di corrente centrale è collegata a terra e le estremità sono sia negative che positive, è necessario impedire il passaggio di corrente attraverso la presa di corrente centrale collegando un amplificatore operazionale.
Se si applica solo una tensione di una polarità da un'estremità alla presa collegata a terra, sulla presa intermedia scorrerà una corrente eccessiva. In questo caso, la tensione applicata tra i morsetti 1 e 3 deve comunque essere ridotta al di sotto del 50% della tensione nominale (si consiglia di scendere al di sotto del 10%).

Influenze della temperatura
I nostri potenziometri sono specificati in condizioni standard a temperatura ambiente (da +15 °C a +35 °C). Temperature inferiori o superiori possono influire sulla qualità del segnale, ad esempio congelando l'umidità presente nell'aria o facendo evaporare il grasso sulla pista della resistenza. La temperatura influisce anche sulla coppia di funzionamento.
L'uso di guarnizioni adeguate o di grassi speciali può essere d'aiuto. Saremo lieti di assistervi nella scelta dei requisiti più adatti alla vostra applicazione.

Arresti meccanici
Nella maggior parte dei casi, il finecorsa meccanico viene utilizzato per applicazioni di setpoint manuali. Tenere presente la coppia massima consentita per il finecorsa e che tutti i potenziometri multigiro sono dotati di un finecorsa meccanico.
I potenziometri privi di fine corsa meccanico presentano una fluttuazione della tensione quando le estremità vengono capovolte. Non utilizzare i segnali di uscita di questa gamma di terminali come segnali utili.

Frizione di scorrimento
Le frizioni di scorrimento sono utilizzate con i nostri potenziometri multigiro. Lo scopo principale della frizione di scorrimento è quello di proteggere l'arresto meccanico da eventuali danni. Tuttavia, se la frizione è costantemente sollecitata, può usurarsi più rapidamente e la sua durata si riduce. Tenere conto di questo effetto.

Applicazioni con attuazioni continue molto brevi
Tenere presente che se la corsa è sempre la stessa e molto breve, l'elemento di resistenza sarà soggetto a una maggiore usura in questo punto e la durata di vita sarà ridotta. Allo stesso tempo, sulla resistenza si formeranno depositi microscopici alle estremità della corsa, che influenzeranno la qualità del segnale. Un passaggio periodico su questi punti può pulire la traccia della resistenza.

Accoppiamento meccanico
Non sottoporre l'albero a carichi assiali e radiali eccessivi per un lungo periodo di tempo. Normalmente, valori < 1 N non costituiscono un problema. Alcuni potenziometri hanno un cuscinetto dell'albero rinforzato e consentono valori < 4 N (ad es. ALI17/19). Utilizzare un accoppiamento dell'albero per ridurre al minimo i carichi di taglio (assiali e radiali).
Quando si montano componenti aggiuntivi come giunti per alberi, ingranaggi, ecc. assicurarsi che l'albero non sia sottoposto a carichi permanenti superiori a 10 N. Carichi di breve durata di questa entità non costituiscono un problema.

Regolazione del punto zero
Una fessura per cacciavite sull'albero facilita l'impostazione del punto zero. La possibilità di integrare una scanalatura per cacciavite sull'albero è disponibile per tutte le serie con albero ed è già implementata come standard per alcune di esse. I potenziometri con flangia del servo possono essere azzerati semplicemente ruotando l'alloggiamento del potenziometro. A tal fine, è necessario allentare i morsetti del sincro.

Nota sulla saldatura
Per saldare i collegamenti, utilizzare un saldatore da max. 60 W (<350 °C) per saldare le connessioni e non toccarle per più di tre secondi.

Tipi di installazione
Per il montaggio a pannello, il potenziometro con albero deve essere montato in un foro lavorato con precisione e senza gioco. Per i potenziometri con perno di fissaggio, il cosiddetto perno antirotazione, è necessario prevedere un foro corrispondente.
Per i potenziometri ad albero cavo, è necessario evitare il montaggio rigido dell'alloggiamento. Questo perché l'albero cavo non è adatto a sostenere l'albero di comando.

Le profondità e i diametri indicati nella scheda tecnica per le dimensioni del corpo del potenziometro non tengono conto delle dimensioni dei collegamenti elettrici. Se lo spazio a disposizione è limitato, considerare l'orientamento delle connessioni e lo spazio aggiuntivo necessario.

Utilizzo nella tecnologia ad alta frequenza
A causa della costruzione meccanica, soprattutto dei potenziometri multigiro (avvolgimento a filo), i potenziometri presentano valori diversi di induttanza e capacità, che devono essere tenuti in considerazione nei circuiti ad alta frequenza. Queste caratteristiche determinano spostamenti di fase tra corrente e tensione, nonché effetti di smorzamento. Tuttavia, nei potenziometri a filo (compresi i potenziometri ibridi) questi effetti si verificano in genere solo a frequenze superiori a 20 kHz. Nei potenziometri in plastica conduttiva, questi effetti sono trascurabili fino a circa 200 kHz, poiché non c'è avvolgimento.