Potentiomètre à fil bobiné

Les potentiomètres à fil bobiné présentent quelques particularités et avantages par rapport aux autres technologies de potentiomètres.

Guide des potentiomètres à fil bobiné

Potentiomètre à fil bobiné

En variantes multitours et monotour

Les potentiomètres à fil bobiné couvrent des plages angulaires allant jusqu'à 10800°. Ils atteignent des valeurs de pointe en matière de tolérances de linéarité et de résistance. De plus, il est possible d'intégrer des fonctions spéciales comme des mise à terre centrales (Center Tap) ou des interrupteurs de fin de course. Les composants ont des tolérances légèrement plus élevées en ce qui concerne le courant admissible du curseur, ce qui peut être un critère de sélection pertinent dans les applications spéciales.

Le portefeuille de potentiomètres à fil bobiné se divise en variantes monotour (jusqu'à 355°) et en produits multitours (jusqu'à 10800°). L'offre s'étend des versions miniaturisées, avec le plus petit potentiomètre 10 tours du monde, aux versions avec un palier d'arbre renforcé jusqu'à 4 N. Malgré le large choix, ces produits nécessitent souvent une adaptation technique du produit afin de répondre au mieux aux exigences de l'application.

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Guide pour Potentiomètres à fil bobiné
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Élément résistif des potentiomètres à fil bobiné

La fabrication de l'élément de résistance pour les potentiomètres à fil bobiné pose des exigences élevées en matière de mécanique de précision dans le processus de production et seuls quelques fabricants relèvent aujourd'hui ce défi : un fil de résistance fin comme un cheveu est enroulé autour d'un noyau porteur sous une tension définie. Selon la valeur de résistance totale, différents alliages métalliques sont utilisés et le nombre de spires de fil autour du noyau porteur dépend de la valeur de résistance totale. Lors du prélèvement du potentiel de tension, le curseur ne touche qu'une petite partie de la surface des enroulements. Cette surface n'est toutefois pas complètement plane en raison des enroulements. C'est pourquoi les potentiomètres à fil génèrent dans le signal de sortie ce que l'on appelle des sauts de spires, qui se traduisent par de petits échelons.

Élément en fil métallique bobiné


Résolution des potentiomètres à fil bobiné

Lespotentiomètres à fil à haute impédance ont une meilleure résolution Le moyen le plus simple d'obtenir une meilleure résolution avec les potentiomètres à fil bobiné est d'augmenter le nombre de spires. Ainsi, les spires sont plus serrées et les sauts décrits ci-dessus dans le signal de sortie sont plus petits. Comme la longueur du fil augmente, la valeur de résistance totale augmente. Selon l'application, c'est un avantage, par exemple lorsqu'une faible perte de puissance est souhaitée. En raison de cette relation, il faut souvent faire un compromis entre la résolution et la résistance totale lors du choix des paramètres.

Formule de résolution : exemple de la série RP19/20

  • la course de réglage électrique max. est de 355
  • @ 5 kOhm, 1000 spires

Formule : 355° / 1000 spires = env. 0,355 degré

 

La position angulaire peut être facilement déterminée à l'aide de la formule ci-dessous :

\(θ = \frac {Vout} {Vin} * \text{angle de rotation électriquement efficace}\)

Exemple: \(θ = \frac {4} {5} * 355° \approx284°\)

Si l'on mesure environ 4 V au niveau du curseur pour une plage angulaire de 0° à 355° au total et une plage de tension de 0 à 5 V, cela correspondrait à un angle d'environ 284°. Il s'agit toutefois d'une valeur théorique, car les potentiomètres présentent une zone morte et des tolérances de résistance aux positions finales.


Modes de câblage des potentiomètres à fil bobiné

La charge admissible de la sortie de signal est limitée par le courant maximal autorisé du curseur. En principe, les potentiomètres à fil bobiné conviennent également aux applications avec un montage rhéostat comme résistance variable, où une certaine charge de base apparaît. Nous recommandons toutefois le circuit diviseur de tension, car c'est la seule façon d'exploiter pleinement la qualité et la fonction de nos potentiomètres à fil. Mais comme il n'est souvent pas possible de réaliser un circuit diviseur de tension dans certaines applications (comme l'utilisation d'anciens automates programmables), on peut utiliser ici des potentiomètres à fil. Dans les limites des performances spécifiées, ils résistent aux courants du curseur sans subir de dommages.


Capacité de charge de l'élément de résistance

Exemple Tension U Résistance R Puissance P Application possible ?
1 20 V 1 kΩ 0.4 Watt oui
2 30 V 1 kΩ 0.9 Watt non
3 30 V 5 kΩ 0.18 Watt oui
4 100 V 10 kΩ 1 Watt non
5 100 V 20 kΩ 0.5 Watt oui

Exemple de la série RP22

  • capacité de charge max. 0,5 Watt
  • valeurs de résistance disponibles (10..500 Ω) 1, 2, 5, 10, 20 kΩ

Pour la puissance dissipée, on a : P = U² / R (puissance P = tension U² / résistance R)

Cet exemple de calcul permet de constater immédiatement qu'avec une tension de service de 30 V, le potentiomètre de 1 kΩ ne peut pas être utilisé, car la puissance avec laquelle l'élément de résistance est sollicité serait alors trop importante. Veuillez encore tenir compte des restrictions supplémentaires pour la température ambiante.


Elément de résistance en comparaison

Élément de résistancePlastique conducteurFil bobinéHybride
Durée de vie++0+
Qualité du signal / résolution+++++++
Linéarité+++++++
Course de réglage électriquemax. 36010800°3600° max.
Vitesse de réglage++-++
Max. Charge sur le curseur-+-
Choc / vibration-----

Légende : +++ meilleur | ++ très bon | + bon| 0 OK | - faible | -- défavorable | --- non approprié


Aide à la décision

Les potentiomètres à fil bobiné sont disponibles en version mono ou multitours. Les potentiomètres à fil permettent d'obtenir de très bonnes linéarités et des angles de rotation électriquement efficaces très élevés pour les monotours jusqu'à 355° et pour les multitours jusqu'à 10800°. Pour les applications exigeant des tolérances de résistance élevées, les potentiomètres à fil bobiné sont le bon choix.

RP19/20 monotour

Série 46 Multitours

Fil bobiné comparé aux potentiomètres en plastique conducteur

En raison de la nature irrégulière de l'enroulement du fil résistif, il en résulte un léger étagement du signal de sortie. En outre, un bruit électrique plus élevé apparaît au fil du temps en raison de l'abrasion plus importante que dans le cas des potentiomètres en plastique conducteur ou hybrides. En revanche, la meilleure linéarité est obtenue avec les potentiomètres à plastique conducteur. En outre, la durée de vie des potentiomètres à plastique conducteur est la plus longue de toutes les technologies.

La technologie à fil est un peu plus robuste face aux chocs et aux vibrations à basse fréquence que les potentiomètres à plastique conducteur, mais nous recommandons, si possible, d'utiliser systématiquement des capteurs basés sur des principes de mesure sans contact en cas d'influence des vibrations.

En cas de mouvements de passage très lents, il se produit un contact "rampant" entre le curseur et l'élément de résistance. Dans de telles conditions, une transition électrique sûre n'est garantie que si le contact est alimenté par un courant minimum déterminé. L'expérience montre qu'environ 100 μA suffisent à cet effet sur le curseur. Toutefois, nous recommandons d'utiliser des potentiomètres en plastique conducteur ou hybrides pour de telles tâches de mesure avec des mouvements de passage très lents.

Les potentiomètres à fil ne conviennent pas pour des vitesses de réglage supérieures à 40 tr/min. Pour des exigences plus élevées, nos potentiomètres en plastique conducteur et hybrides sont conçus jusqu'à 400 tr/min.

Des interrupteurs de fin de course sont utilisés sur certains modèles, en particulier dans le domaine critique de la sécurité. Ceux-ci détectent lorsqu'un potentiomètre multitour a atteint la position mécanique finale. Les micro rupteurs utilisés ont des connexions séparées et présentent des spécifications propres en ce qui concerne la puissance de commutation maximale.

Les potentiomètres à fil bobiné sont souvent utilisés comme régulateurs manuels.

Les potentiomètres multitours avec résistance à fil sont souvent utilisés pour définir la valeur de consigne dans les applications manuelles, car les caractéristiques de durée de vie élevées et les tolérances extrêmement précises que présentent les potentiomètres hybrides sont généralement secondaires pour ces applications. De plus, la tolérance aux chocs légèrement meilleure des potentiomètres à fil dans la plage de fréquences basse peut être un avantage pour ces applications. Les potentiomètres hybrides sont utilisés lorsqu'une longue durée de vie, une linéarité étroite et une plage de réglage électriquement efficace élevée sont nécessaires.


Adaptation des produits

Nos potentiomètres à fil sont disponibles en version bushing ou servo-bride avec leurs caractéristiques spécifiques. Un grand nombre d'entre eux sont disponibles avec ou sans arrêt mécanique, avec arbre arrière en option, mise à terre centrale et en version tandem / multiple. Nous proposons comme variantes spéciales des adaptations telles que des modifications d'axes, des couples spéciaux, des boîtiers étanches, des angles de rotation électriques et mécaniques spéciaux, des tolérances de résistance et de linéarité spéciales, le montage de pignons d'engrenage et d'autres pièces mécaniques, la confection de câbles et de connecteurs, etc. En tant que spécialiste de la technologie des capteurs industriels, nous sommes le partenaire idéal pour votre application car, en plus de répondre aux exigences techniques, nous avons des exigences élevées en matière de qualité et de respect des délais de livraison.

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