Leitplastikpotentiometer

Leitplastikpotentiometer besitzen einige Besonderheiten und Vorteile gegenüber anderen Widerstandselementen

Ratgeber Leitplastikpotentiometer

Leitplastikpotentiometer

Leitplastikpotentiometer bieten dank der sehr glatten Widerstandsbahn eine nahezu unendliche Auflösung für Winkelbereiche bis max. 355° bei maximal 400 Udr. / min. Zusätzlich erreichen sie Spitzenwerte bei Lebensdauer sowie Güte und liefern ein absolutes, analoges Ausgangssignal ohne Stufungen.

Konstruktiv erstreckt sich das Portfolio von miniaturisierten, extrem kompakten Leitplastikpotentiometern mit minimaler Einbautiefe von < 8 mm bis hin zu komplett abgedichteten Gehäusen mit 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 mit Ihnen das optimale Produkt für Ihr „Design in“. Mit hoher Liefertreue und gesicherten Qualitätsprodukten setzen wir auf langfristige Partnerschaften und begleiten Sie über die gesamte Lebensdauer Ihrer Anwendung.


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Widerstandselement und Auflösung

Leitplastik-Potentiometer besitzen ein leitendes Kunststoff-Widerstandselement, aus dem sich auch der Name für diese Potentiometer herleitet. Auf einem Trägermaterial befindet sich eine leitende Kunststoffschicht. Diese Schicht ist eine extrem glatte, spiegelgleiche Widerstandsbahn. In der Anwendung liefern diese Potentiometer ein kontinuierliches Signal ohne Stufen, besitzen eine quasi unendliche Auflösung und ermöglichen eine sehr hohe Lebensdauer von ≥50 Mio. Umdrehungen. Des Weiteren erreichen Leitplastikpotentiometer hervorragende unabhängige Linearitäten mit bis zu 0,02%. Leitplastik-Potentiometer, die im „Co-molded“ Herstellungs-Verfahren gefertigt werden, besitzen noch einen weiteren Vorteil. Die angrenzenden Anschlussübergänge zur Widerstandsbahn werden sehr exakt gefertigt, so dass beim Überfahren der Enden der Widerstandsbahn der Schleifer deutlich weniger strapaziert wird.

Leitplastik-Bahn


Beschaltungsart

Leitplastikpotentiometer dürfen niemals als variabler Widerstand (Rheostat), sondern nur in Spannungsteiler-Schaltung verwendet werden. Ansonsten wird das Widerstandselement beschädigt. In der Spannungsteiler-Schaltung spielen Potentiometer generell ihre Stärken aus. Temperatureinflüsse haben kaum Einfluss auf das Ausgangssignal, denn die abgegriffene Spannung am Schleifer bzw. das elektrische Potential am Ausgang bleibt hier weitestgehend unbeeinflusst, 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)

Anhand dieses Berechnungsbeispiels ist sofort erkennbar, dass bei einer Betriebsspannung von 50 V das Potentiometer mit 1 kΩ nicht eingesetzt werden kann, weil sonst die Leistung zu groß ist, mit der das Widerstandselement belastet wird. Bitte berücksichtigen Sie noch die zusätzlichen Restriktionen für die Umgebungstemperatur.

Außerdem zu beachten ist, dass sehr hochohmige Leitplastik-Versionen im Hinblick auf den Kontaktwiderstand des Schleifers weniger günstig sind, da auch dieser zunimmt, wenn die Leitplastikschicht selbst einen höheren Widerstand aufweist.


Widerstandselement im Vergleich

WiderstandselementLeitplastikDrahtHybrid
Lebensdauer++0+
Signalgüte / Auflösung+++++++
Linearität+++++++
Elektr. Einstellwegmax. 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 Applikation hohe Anforderungen an Lebensdauer und enge Linearitätstoleranzen, dann ist die Leitplastik-Technologie eine gute Wahl für Singleturn-Anwendungen. Leitplastik bietet die höchste Lebensdauer mit bis zu 50 Mio. Wellenumdrehungen und beste Werte in Linearität mit bis zu 0,02% Toleranz in sehr kompakten Konstruktionen (z.B. MCP22). Dank der sehr glatten Widerstandsbahn werden ein sehr geringes Signalrauschen und eine nahezu unendliche Auflösung erzielt. Zusätzlich erlaubt die Konstruktion Verstellgeschwindigkeiten mit bis zu 400 Udr./Min.

Bitte beachten Sie aber, dass Leitplastik-Potentiometer nicht als wendelförmige Multiturn-Potentiometer verfügbar sind. Leitplastik-Potentiometer müssen in Spannungsteilerschaltung angeschlossen und der Schleiferstrom auf ein Minimum begrenzt werden.

Vergleich zwischen Leitplastik- und Draht-Potis

Vergleicht man Leitplastik mit Draht-Potis gilt es zu erwähnen, dass die Toleranz des Gesamtwiderstandes bei Leitplastik-Potis im Allgemeinen etwas größer als bei Drahtpotentiometern ist. Da der Einsatz immer in der Spannungsteilerschaltung erfolgen muss, ist diese Toleranz für das Nutzsignal nicht relevant. Falls aber die Verlustleistung einer elektrischen Schaltung genau bekannt sein muss, sollte man diese Toleranzen berücksichtigen.

Drahtpotentiometer „vertragen“ etwas höhere Stromwerte als Leitplastikpotentiometer, verfügen über hervorragende Widerstands-Toleranzwerte und sehr gute Linearitäts-Werte. Jedoch ist die Oberfläche des Widerstandselements konstruktiv bedingt etwas rauer, was sich in kleinen Stufen im Ausgangssignal bemerkbar macht. Auch der Schleifer wird durch die Widerstandskonstruktion stärker beansprucht, was Auswirkungen auf die Lebensdauer hat und in vielen Fällen deutlich unterhalb von Leitplastikpotentiometern liegt.

Hybrid-Potis sind für Multiturn-Aufgaben

Werden demnach ähnliche Werte von Leitplastikpotentiometern für Multiturn-Aufgaben ≥360° benötigt, finden sich diese in unseren Hybrid-Potentiometern. Denn Hybrid ist eine Kombination aus einer Drahtwiderstandsbahn, die mit leitfähigem Kunststoff beschichtet ist. Das schont den Schleifer und ermöglicht ebenfalls ein glattes Ausgangssignal, nahezu unendliche Auflösung und höhere Verstellgeschwindigkeiten.

Tandemausführung für Leitplastikpotentiometer
Leitplastikpotentiometer können ebenfalls wie Draht- oder Hybridpotentiometer in Tandemausführung ausgestattet werden. Was dabei zu beachten ist, finden Sie hier.


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