Startseite > E-Mechanik+Passive > Passive > Membranpotenziometer-Technologie weiterentwickelt

Ultraflach und hermetisch dicht

Membranpotenziometer-Technologie weiterentwickelt

29. Oktober 2018, 13:12 Uhr | Emmanuel Lemelle, Manager Product Marketing bei Vishay MCB

Aktiver Bereich

Für Industrie- und Medizinanwendungen hat Vishay seine Membranpotenziometer-Technologie in Form der ultraflachen und hermetisch dichten UIPM-Familie entscheidend weiterentwickelt. Welche Vorteile die Membranpotenziometer gegenüber alternativen Sensortypen haben, erläutert dieser Beitrag.

▶ Diesen Artikel anhören

Wie alle Positionsgeber dient auch das ultraflache Membranpotenziometer UIPM dazu, eine mechanische Position (Weg, Winkel) in ein dazu proportionales elektrisches Signal umzusetzen. Mit dem Ziel, ein möglichst großes Leistungsspektrum abzudecken, entwickelte Vishay MCB innovative Technologien wie das Membranpotenziometer.

Funktionsprinzip

Ein Potenziometer ist ein stetig veränderbarer Widerstand, der vorwiegend als ein variabler Spannungsteiler Verwendung findet. Im Allgemeinen hat das Bauteil drei Anschlüsse – zwei zum Zuführen einer Spannung und einen weiteren zum Abgreifen des Ausgangssignals, also der aus dem gewählten Spannungsteilerverhältnis resultierenden Spannung. Über einen Gleitkontakt (Schleifer) wird das analoge Ausgangssignal abgegriffen. Mechanisch ist der Gleitkontakt an dem beweglichen Teil des Endprodukts befestigt, dessen Position zu ermitteln ist.

Derartige Potenziometer sind aufwändige und komplexe mechanische Konstruktionen, die gegen Umgebungseinflüsse wie etwa Staub und Feuchtigkeit geschützt werden müssen. Vishay hat nun ein Potenziometer entwickelt, bei dem der mechanische Aufwand zur Anbindung des Mittelkontaktes reduziert und eine direkte und flexible Einbindung in die jeweilige Applikation möglich ist.

In der Abbildung wird die Funktionsweise eines Membranpotenziometers verdeutlicht. Der Gleitkontakt drückt auf die obere Membran. Weil sich die obere Membran (Kollektorbahn) durch den Druck des Schleifers elastisch verformt und auf die untere Membran (Widerstandsbahn) drückt, kommt ein elektrischer Kontakt zwischen den beiden Membranen zustande. Ohne mechanischen Druck ist der Abnehmer (Kollektorbahn) spannungsfrei – Open Kollektor. Damit ist die am Schleiferkontakt zu messende Spannung direkt proportional zur mechanischen Position des Schleifers auf der oberen Membran.

Jobangebote+ passend zum Thema

Ingenieur/Elektroingenieur/Elektrotechniker als Field Application Engineer

GEYER Electronic GmbH, Planegg

Alle Jobangebote im Elektroniknet Karrierebereich anzeigen

Zwischen dem Schleifer und der Widerstandsbahn besteht kein direkter mechanischer Kontakt, sodass die Widerstandsbahn keinem Verschleiß durch Abrieb unterliegt. Dies führt zu einer extrem langen Lebensdauer von bis zu 25 Millionen Zyklen. Anders als bei herkömmlichen Potenziometer-Sensoren ist es möglich, auf ein Gleitmittel zu verzichten. Weil der Sensor auch ohne Gleitmittel sehr lange hält, wurde das Membranpotenziometer vor der Einführung von Hall-Effekt-Sensoren als das „berührungslose Potenziometer“ bezeichnet.

Genauigkeit, Wiederholgenauigkeit und Auflösung des Sensors sind über dessen gesamte Lebensdauer hinweg konstant. Die Membranpotenziometer-Technologie liefert prinzipbedingt eine unendlich hohe Auflösung; zudem ist die Kennlinie eine streng monotone mathematische Funktion – ein entscheidender Aspekt in allen Anwendungen, die höchste Wiederholgenauigkeit erfordern.

Vorteile

Durch den hohen Integrationsgrad eignet sich dieser flache Positionsgeber ideal für platzbeschränkte Anwendungen, die eine hochgenaue Rückmeldung einer Aktorposition erfordern. Anwender wiederum profitieren von einem kleineren, leichteren und zuverlässigeren Endprodukt. So weist die aktive Fläche des Membranpotenziometers nur eine Dicke von 0,5 mm auf, im Vergleich zu 3 bis 5 mm bei einem herkömmlichen Potenziometer.

Da das Membranpotenziometer kein sperriges Gehäuse benötigt, ist es leichter als ein herkömmliches Potenziometer. Je nach Anforderungen der Sensorschnittstelle des Endprodukts können die Anschlüsse als Kontaktflächen ausgeführt sein, oder Drähte oder ein flexibles Flachbandkabel können zum direkten Einlöten in das Zielsystem herausgeführt werden.