Potenciómetros

• Vantagens dos potenciómetros
• O que é um potenciómetro?
• Ligação eléctrica e saída de sinal
• Quantas ligações têm os potenciómetros?
• Tecnologias de potenciómetros
• Elementos de resistência em comparação
• Potenciómetros Multigang / Tandem
• Potenciómetros com enchimento de óleo
• Amplificador para potenciómetros
• Personalização de produtos
• Optimizações mecânicas
• Optimizações eléctricas

• Tipos de circuitos
• Resistência total
• Center Tap
• Interferências ambientais:Vibração/choque, EMC/ESD, temperatura
• Classe de proteção IP
• Torque de eixo
• Paragens mecânicas e embraiagem deslizante
• Notas de funcionamento
• Carga do veio e torque de aperto
• Ajuste, tipos de montagem e nota de soldadura
• Efeito de frequência, histerese, linearidade

Em geral, os potenciómetros

• não são adequados para cargas de choque mecânico elevadas ou
• não são adequados para velocidades de regulação elevadas >400 rpm

mas são considerados

• insensíveis a influências EMC e
• insensíveis a influências ESD

uma vez que se trata de componentes passivos.

Potenciómetro de fio enrolado

• Em princípio, também podem ser utilizados como resistências variáveis (no chamado circuito de reóstato). No entanto, recomendamos o circuito divisor de tensão, uma vez que os componentes foram concebidos para este fim.
• Disponíveis nas versões de uma volta (360°) e de várias voltas (>7200°).
• Têm uma vida útil limitada devido ao desgaste e aos saltos dos enrolamentos dos fios "degraus" no sinal de saída, que se manifestam como ruído quando o limpa para-brisas se move.

Potenciómetro de plástico condutor e híbrido

• Ambas as tecnologias nunca devem ser utilizadas como resistências variáveis (circuito de reóstato), mas apenas num circuito divisor de tensão
• O plástico condutor só está disponível na versão de uma volta e o híbrido só está disponível na versão de várias voltas
• Os potenciómetros híbridos trazem as vantagens dos potenciómetros de plástico condutor para os potenciómetros multivoltas
• Têm uma vida útil significativamente mais longa porque a pista de resistência é muito suave, têm uma resolução teoricamente infinita, um sinal de saída muito suave, excelente linearidade e permitem velocidades de ajuste mais elevadas.

Quando é necessária uma redundância de sensores numa aplicação, são frequentemente utilizados os chamados potenciómetros multiganged ou potenciómetros tandem numa versão dupla. Uma visão geral de todos os potenciómetros multiganged pode ser encontrada aqui.
Os potenciómetros são utilizados em aplicações que vão desde a engenharia mecânica até à indústria aeroespacial. Para manter as tolerâncias de linearidade apertadas dos potenciómetros, é importante garantir que o calor gerado durante o funcionamento não tem um efeito negativo nas propriedades do potenciómetro devido à construção adjacente. Por conseguinte, é necessário reduzir a carga nominal de acordo com a tabela.

Os potenciómetros cheios de óleo são normalmente utilizados em ambientes especiais onde gases agressivos, sais corrosivos ou humidade podem constituir um problema. Estes potenciómetros também se caracterizam pelo facto de

• que a resistência de contacto do raspador é particularmente estável durante toda a vida útil, uma vez que o enchimento de óleo suprime a corrosão no raspador ou perto dele.

Algumas aplicações para estes potenciómetros incluem sistemas de controlo em áreas como a construção naval, instalações eléctricas costeiras, poços e minas, siderurgias, fábricas de produtos químicos, instalações subterrâneas não tripuladas e máquinas-ferramentas. No entanto, algumas aplicações podem exigir aprovações adicionais, como a proteção contra explosões, que devem ser obtidas separadamente para cada aplicação. Clique aqui para ver todos os potenciómetros cheios de óleo.

Como componentes passivos, os potenciómetros não oferecem níveis de saída normalizados, tais como 0...10 V, 4...20 mA. Tenha em atenção

• que o sinal de saída dos potenciómetros deve ser ligado por meio de um circuito divisor de tensão
• e, por isso, praticamente nenhuma corrente flui através da saída.

Por conseguinte, não é necessário utilizar o próprio sinal como fonte de tensão ou corrente para um conversor. Para gerar sinais padronizados num design simples, oferecemos amplificadores de instrumentação que fornecem sinais padronizados a partir de uma fonte de alimentação externa.

Operar o potenciómetro no circuito divisor de tensão e limitar a corrente do alisador a um mínimo. Só assim o potenciómetro manterá as suas caraterísticas de vida e qualidade de sinal ideais

• A tolerância da resistência total não é relevante
• Os efeitos da temperatura são quase completamente suprimidos

O circuito divisor de tensão oferece a vantagem de uma elevada robustez contra as resistências parasitas entre o elemento resistivo e a escova. Apenas o circuito divisor de tensão permite tirar o máximo partido das caraterísticas especiais de conceção de cada tipo de potenciómetro, dependendo da aplicação.

Não utilizar o potenciómetro num circuito de dois fios, como uma resistência variável ou como um reóstato. Este tipo de circuito apresenta desvantagens consideráveis em termos de

• qualidade do sinal e da duração do potenciómetro,
• e só é possível para potenciómetros de fio (com pouca carga).
• Os potenciómetros de plástico condutor e híbridos serão danificados neste tipo de circuito!

• Potenciómetro de 500k - para aplicações de muito baixa potência
• Potenciómetro de 100k - frequentemente para aplicações alimentadas por bateria
• Potenciómetro de 10k - aplicações padrão

Esta opção permite a utilização de uma derivação adicional na via resistiva, sob a forma de uma derivação central com metade do valor da resistência correspondente a 50% do ângulo elétrico de rotação. Isto permite, por exemplo, operar o potenciómetro de forma bipolar, ou seja, com tensões positivas e negativas aplicadas aos terminais do elemento resistivo (terminais 1 e 3), enquanto a tomada central é ligada à terra. A tomada central é utilizada em aplicações em que o valor de tensão na posição central do potenciómetro deve permanecer o mesmo durante toda a vida do potenciómetro, ou em que o valor de saída deve ser dividido em duas gamas. Note que existem duas implementações possíveis deste tap.

A tomada de tensão não pode suportar uma carga. Portanto, nenhuma corrente deve passar pela tomada central, caso contrário o componente será destruído.

O que se segue aplica-se ao circuito da tomada de tensão: Se a derivação central estiver ligada à terra e as derivações finais forem tanto negativas como positivas, as correntes devem ser impedidas de fluir através da derivação central ligando um amplificador operacional.
Se apenas for aplicada uma tensão de uma polaridade de um dos extremos à derivação ligada à terra, fluirá demasiada corrente na derivação intermédia. Neste caso, a tensão aplicada entre os terminais 1 e 3 deve, em qualquer caso, ser reduzida para menos de 50% da tensão nominal (recomenda-se menos de 10%).

Influências da temperatura
Os nossos potenciómetros são especificados sob condições padrão à temperatura ambiente (+15 °C a +35 °C). Temperaturas mais baixas ou mais altas podem afetar a qualidade do sinal, por exemplo, através do congelamento da humidade no ar ou da evaporação da massa lubrificante na pista da resistência. A temperatura também afecta o binário de funcionamento.
A utilização de vedantes adequados ou de massas lubrificantes especiais pode ajudar. Teremos todo o prazer em ajudá-lo com os requisitos adequados para a sua aplicação.

Paragens mecânicas
Na maioria dos casos, a paragem final mecânica é utilizada para aplicações de ponto de regulação manual. Tenha em atenção o binário máximo permitido para o batente final e que todos os potenciómetros multivoltas têm um batente final mecânico.
Os potenciómetros sem um batente mecânico apresentam uma flutuação de tensão quando as extremidades são viradas. Não utilize os sinais de saída desta gama de terminais como sinais úteis.

Embraiagem dedeslizamento
As embraiagens de deslizamento são utilizadas com os nossos potenciómetros multivoltas. O principal objetivo da embraiagem deslizante é proteger o batente mecânico contra danos. No entanto, se a embraiagem for constantemente sujeita a esforços, pode desgastar-se mais rapidamente e a sua vida útil será reduzida. Por favor, tenha em conta este efeito.

Aplicações com actuações contínuas muito curtas
Tenha em atenção que, se o curso for sempre o mesmo e muito curto, o elemento de resistência estará sujeito a um maior desgaste neste ponto e a vida útil será reduzida. Ao mesmo tempo, formar-se-ão depósitos microscópicos na resistência nos extremos do curso, afectando a qualidade do sinal. A passagem periódica sobre estes pontos pode limpar a pista da resistência.

Acoplamento mecânico
Não submeter o eixo a cargas axiais e radiais excessivas durante um longo período de tempo. Normalmente, valores < 1 N não constituem um problema. Alguns potenciómetros têm um rolamento de eixo reforçado e permitem valores < 4 N (por exemplo, ALI17/19). Utilizar um acoplamento de veio para minimizar quaisquer cargas de corte (axiais e radiais).
Ao montar componentes adicionais, tais como acoplamentos de veio, engrenagens, etc., certifique-se de que o veio não é sujeito a cargas permanentes superiores a 10 N. As cargas de curto prazo desta magnitude não constituem um problema.

Ajuste do ponto zero
Uma ranhura para chave de fendas no veio facilita o ajuste do ponto zero. A possibilidade de integrar uma ranhura para chave de fendas no veio está disponível para todas as séries com veio e já está implementada de série em algumas delas. Os potenciómetros com flange de servo podem ser colocados em zero rodando simplesmente a caixa do potenciómetro. Para o efeito, é necessário desapertar primeiro os grampos do sincronismo.

Nota de soldadura
Utilize um ferro de soldar com um máx. 60 W (<350 °C) para soldar as ligações e não as tocar durante mais de três segundos.

Tipos de instalação
Para a montagem em painel, o potenciómetro com eixo deve ser montado num orifício maquinado com precisão e sem folga. No caso de potenciómetros com um pino de fixação, o chamado pino anti-rotação, deve ser previsto um orifício correspondente.
No caso de potenciómetros de veio oco, deve ser evitada a montagem rígida da caixa. Isto porque o eixo oco não é adequado para suportar o eixo de acionamento.

As profundidades e os diâmetros indicados na folha de dados para os tamanhos do corpo do potenciómetro não têm em conta as dimensões das ligações eléctricas. Se o espaço for limitado, considere a orientação das ligações e o espaço adicional necessário.

Utilização em tecnologia de alta frequência
Devido à construção mecânica, especialmente dos potenciómetros multivoltas (enrolamento de fio), os potenciómetros têm diferentes valores de indutância e capacitância, que devem ser tidos em conta nos circuitos de alta frequência. Estas caraterísticas conduzem a desvios de fase entre a corrente e a tensão, bem como a efeitos de amortecimento. No entanto, nos potenciómetros de fio (incluindo os potenciómetros híbridos), estes efeitos só ocorrem tipicamente a frequências superiores a 20 kHz. Nos potenciómetros de plástico condutor, estes efeitos são negligenciáveis até cerca de 200 kHz, uma vez que não existe enrolamento.