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Industrielle Messtechnik Was können die Folienpotentiometer der nächsten Generation?

| Autor / Redakteur: Dr. Tobias Eckert & Ellen-Christine Reiff / Sariana Kunze

Sensoren auf Potentiometerbasis sind in vielen automotiven, mobilen und industriellen Anwendungsbereichen immer noch für die Weg- und Winkelmessung das Mittel der Wahl. Schließlich lassen sich vergleichbare Messgeschwindigkeiten, Linearitätswerte, Auflösungen, Hysteresewerte und Temperaturbereiche sonst nur mit deutlich höherem Aufwand erreichen. Der Einsatzbereich potentiometrischer Lösungen könnte sich jetzt durch neue Folienpotentiometer noch einmal erweitern.

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Die dem Siebdruckverfahren mit entsprechenden Schichtdicken nachfolgende Linearisierung sorgt für gute Linearitätswerte.
Die dem Siebdruckverfahren mit entsprechenden Schichtdicken nachfolgende Linearisierung sorgt für gute Linearitätswerte.
(Novotechnik )

In den letzten Jahren haben hauptsächlich Folientastaturhersteller begonnen, ihr Know-how der Folientechnik auf die Weg- und Winkelsensorik zu übertragen. Allerdings sind auf diese Weise eher Lösungen entstanden, die der Genauigkeit von Standard-Potentiometern nicht annähernd Paroli bieten können. Der Sensorikspezialist Novotechnik (vgl. Kastentext) hat sich nun dieser Thematik angenommen und gemeinsam mit einem Partner Lösungen entwickelt, die bzgl. Linearität und Lebensdauer dem bekannten Standard der herkömmlichen Potentiometer sehr nahe kommen.

Durch Siebdrucktechnik lassen sich mehr als 25 Mio. Zyklen realisieren

Die prinzipielle Funktionsweise der linearen Folienpotentiometer der Serie LFP ist einfach zu verstehen: Sie bestehen aus einem FR4-Substrat (mit Epoxidharz getränkte Glasfasermatte) und einer Kollektorfolie, die durch einen Abstandhalter, dem Spacer, getrennt sind. Auf dem FR4-Substrat wird die Widerstandsbahn im Siebdruckverfahren aufgebracht. Auf der gegenüberliegenden Folie, der Kollektorfolie, ist eine niederohmige Kollektorbahn aufgedruckt. Die Kollektorfolie besteht aus einem FR4-Prepreg, das mechanisch sehr belastbar ist. Ein mechanischer Druck, meist durch ein einfaches Druckstück, bringt die Kollektorfolie mit der Widerstandsfolie in Kontakt. Damit ersetzen Kollektorfolie und Druckstück also das klassische Schleifersystem; man erhält auch bei der Folienlösung ein wegproportionales Ausgangssignal.

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Der beschriebene Aufbau der Folienpotentiometer bringt in der Praxis gleich mehrere Vorteile: So erlaubt es der Aufbau mit FR4-Substraten, Standardverfahren der Potentiometertechnik einzusetzen. Durch bewährte Siebdruckmischungen lassen sich hohe Lebensdauerdaten von mehr als 25 Mio. Zyklen realisieren, das ist mehr als doppelt soviel, wie man bisher von Folienpotentiometern gewohnt ist. Die dem Druckverfahren mit entsprechenden Schichtdicken nachfolgende Linearisierung sorgt außerdem für Linearitätswerte von typischerweise +/- 0,4 Prozent bei z.B. 50 mm Nutzlänge, bzw. +/- 0,3 Prozent bei 500 mm. Damit müssen sich die neuen Folienpotentiometer hinsichtlich ihrer Genauigkeit keineswegs mehr hinter Standard-Potentiometer-Lösungen verstecken.

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