Este documento trata sobre sensores potenciométricos. Explica los diferentes tipos de potenciómetros lineales y angulares, así como sus características principales como la resolución, potencia, estabilidad térmica y ruido. También describe cómo acondicionar los potenciómetros para convertir la señal mecánica de entrada en una señal eléctrica de salida, y los posibles errores que pueden surgir debido al cableado.

1. Sensores
potenciométricos
Lección
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2. Sensores potenciométricos
(3)
(1)
(2)
cursor
R = R1+R2
R1
R2
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3. Potenciómetros lineales y angulares
Elemento
resistivo Carcasa
Eje
Cursor
Elemento
resistivo
Eje de giro
Cursor
Zona
muerta
Carcasa
Junta estanca y
cojinete
Junta estanca
y cojinete
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4. Tipos de potenciómetros
hilo bobinado
pista resistiva
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5. Tipos de potenciómetros
Tornillo sin-fin
C
A
CCW CW
B
Muelle
Cable
flexible
Bobina
POTENCIÓMETRO
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6. Comparativa de potenciómetros
Plástico
conductivo
Hilo bobinado Híbridos
Resolución Infinita Limitada Infinita
Potencia Baja Alta Baja
Estabilidad
térmica
Pobre Excelente Muy buena
Ruido Muy bajo Bajo Bajo
Vida media 106-108 ciclos 105-106 ciclos 106-107 ciclos
Comportamien
to en alta
frecuencia
Buena Pobre Buena
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7. Parámetros de potenciómetros
Parámetro Potenciómetro de precisión
(plástico conductivo)
Potenciómetro de precisión
(hilo bobinado)
Pista Plástico conductivo Hilo bobinado
Tolerancia de la resistencia ±10% ±5%
Linealidad ± 1% (independiente) ± 1% (independiente)
Potencia nominal 1 W (de 0ºC a 70ºC) 2W a 40ºC
Rigidez dieléctrica 750V rms 1000Vrms
Resistencia de aislamiento 1.000MΩ 1.000MΩ a 500 vdc
Rotación eléctrica 340º ±4º 320º ±5º
Rotación mecánica 340º ±5º 330º ±5º
Par de funcionamiento 1,8g-cm 14,4g/cm
Temperatura de
funcionamiento
de -65ºC a +125ºC de -55ºC a +125ºC
Resolución infinita limitada
Coeficiente de temperatura ±600ppm/ºC (max) 20ppm/ºC
Vida útil rotacional 5.000.000 ciclos 500.000
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8. Acondicionamiento de potenciómetros
Salida
Vcc
Cursor
MUELLE
POTENCIÓMETRO
Magnitud física
(FUERZA)
VARILLA
V
+
-
Vo
SEÑAL ELÉCTRICA
DE SALIDA
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9. Acondicionamiento de potenciómetros
(sin carga)
L
l
v
x
v
R
R
R
v
v i
i
2
1
1
i
o 



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0
0,5 1
10
20
30
[%]
R
(x)
o
R
x
R2
=R·(1-x)
L
R1
=R·x
vi
RL
Carga
0
voL
vTH
Ro
= R·x·(1-x)
Vi·x RL
Carga
voL
l

10. Acondicionamiento de potenciómetros
(con carga)
R2
=R·(1-x)
L
R1
=R·x
vi
RL
Carga
0
voL
vth
Ro
= R·x·(1-x)
Vi·x RL
Carga
voL
l
1
k
)
x
1
(
x
1
x
v
v i
L
o


 con k = RL / R y x [0,1]
L
L
i
L
o
R
)
x
1
(
Rx
R
x
v
v



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x
0
100
0,5 1
50
voL / vi [%]
K=1
K=10

11. Errores debidos al cableado (3 hilos)
R2=R·(1-x)
R1
=R·x
SENSOR
POTENCIOMÉTRICO
REMOTO
resistencia de los cables de
conexión
Rcable
Rcable
Rcable
Vi
Vo L
Alimentación
MEDIDOR
h
2
1
h
x
v
R
2
R
R
Rx
v
v i
cable
cable
i
oL






h
2
1
h
v
)
0
(
v i
oL


h
2
1
1
v
S i


respuesta real
voL / vi [%]
x
0
100
0.5 1
50
respuesta ideal
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12. Errores debidos al cableado (4 hilos)
R2=R·(1-x)
R1
=R·x
Rcable
Rcable
Rcable
Vi
Vo L
Alimentación
MEDIDOR
Rcable
SENSOR
POTENCIOMÉTRICO
REMOTO
resistencia de los cables de
conexión
h
2
1
x
v
R
2
R
Rx
v
v i
cable
i
oL




siendo h = Rcable/R.
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