👹 El SENSOR de DESPLAZAMIENTO POTENCIÓMETRO

Potenciómetro 

👉 Un potenciómetro es un elemento resistivo que tiene un contacto deslizante (llamado cursor) que puede desplazarse a lo largo del elemento. Estos elementos se pueden usar en desplazamientos lineales o rotacionales; el desplazamiento se convierte en una diferencia de potencial. El potenciómetro rotacional está formado por una pista o canal circular con devanado de alambre o por una capa de plástico conductor; sobre la pista rota un cursor giratorio (podemos verlo en la siguiente 👇 imagen) y ésta puede ser una sola circunferencia o helicoidal. 

Potenciómetro giratorio

💥 Con un voltaje de entrada constante Vs entre las terminales 1 y 3, el voltaje de salida V, entre las

terminales 2 y 3 es una fracción del voltaje de entrada, la fracción que depende de la relación de resistencia R23 entre las terminales 2 y 3 comparada con la resistencia total R13 entre las terminales 1 y 3, es decir: Vo / Vs = R23 / R13. Si la resistencia de la pista por unidad de longitud (por ángulo unitario) es constante, entonces la salida es proporcional al ángulo a lo largo del cual gira el cursor. En este caso un desplazamiento angular se puede convertir en una diferencia de potencial.

👉 En una pista con devanado de alambre, al pasar de una vuelta a la otra, la parte deslizante cambia la salida de voltaje en escalones, cada uno de los cuales corresponde al avance de una vuelta. Si el potenciómetro tiene N vueltas, la resolución expresada en porcentaje es 100 / N. Por lo tanto, la resolución de una pista de alambre está limitada por el diámetro del alambre utilizado y su valor suele variar entre 1,5 mm en pistas con devanado grueso y 0,5 mm para pistas con devanado fino. Los errores por la no linealidad de la pista varían de menos de 0,1% hasta casi 1%. La resistencia de la pista varía entre 20 ohmios y 200k ohmios. El plástico conductor idealmente tiene una resolución infinita, los errores por la no linealidad de la pista son del orden de 0,05% y valores de resistencia entre 500 ohmios y 80k ohmios. El coeficiente por temperatura de la resistencia del plástico conductor es mayor que el del alambre, por lo que los cambios de temperatura tienen mayor influencia en la exactitud.

✊ Un efecto que debe tomarse en cuenta en el potenciómetro es el de la carga que se conecta en la salida, RL. La diferencia de potencial a través de la carga VL es directamente proporcional a Vo sólo si la resistencia del resistor de carga es infinita. Para cargas finitas, el efecto de la carga es transformar una relación lineal entre voltaje de salida y ángulo en una relación no lineal. La resistencia RL está en paralelo con la fracción x de la resistencia del potenciómetro Rp. Esta resistencia combinada vale  

RL x Rp / (RL + xRp). La resistencia total a través de la fuente de voltaje es igual a:                             

                                                        

💥 El circuito es un circuito divisor de voltaje y, por lo tanto, el voltaje en la carga es la fracción de la resistencia a través de la carga entre la resistencia total a través de la cual se conecta el voltaje aplicado:

💢 Si la carga tiene resistencia infinita, entonces VL= xVs. Por lo tanto, el error causado por la carga con resistencia finita es:

💥 Para ilustrar lo anterior, considere el error por no linealidad de un potenciómetro con resistencia de 500 ohmios, cuando el elemento deslizante avanza la mitad de su recorrido máximo, por lo que la carga tiene una resistencia de 10k ohmios.

👊 El voltaje de alimentación es 4 V. Mediante la ecuación deducida antes:

👉 Como porcentaje de la lectura a rango total, es decir, 0,625%.

Los potenciómetros se utilizan como sensores con los sistemas electrónicos en automóviles, en partes como la posición del pedal para acelerar la posición del sensor.

Escrito por Archie Tecnology