La tensión de salida del potenciómetro se desvía del valor calculado a medida que el mando se aleja del 50%.

Question

Estoy tratando de utilizar un potenciómetro como divisor de tensión y estoy descubriendo que la tensión de salida se desvía del valor calculado a medida que giro el mando lejos de la marca del 50%. El potenciómetro que estoy usando tiene una resistencia total de 100 kohms y se parece a este:

Y aquí está el circuito que estoy probando:

Por último, aquí hay un gráfico que muestra la desviación de la tensión de salida calculada con respecto al valor medido en función de la posición del mando en el potenciómetro:

¿Es un problema de resistencia del limpiaparabrisas? Se agradece cualquier idea.

ACTUALIZACIÓN: En realidad esto es incorrecto, véase la siguiente actualización

He simulado la adición de una resistencia de limpiaparabrisas (Rwiper) en serie con la entrada del DMM en LT Spice. Encontré que un valor de Rwiper = 5 kohm esencialmente eliminó el error en mis voltajes calculados.

Este es el circuito:

Y aquí está el gráfico de la diferencia entre las tensiones medidas y las calculadas:

ACTUALIZACIÓN:

Bueno, volvemos al principio. Resulta que estaba mirando la columna equivocada en mi hoja de cálculo cuando añadí la resistencia del limpiaparabrisas arriba. Cuando intenté simular el circuito de nuevo no pude obtener los voltajes medidos usando Rwiper. En cualquier caso, aquí hay una tabla que muestra mis resistencias y voltajes medidos. Tal vez alguien por ahí puede resolver esto. Me estoy volviendo loco.

Answer 1

El ángulo eléctrico suele ser considerablemente menor que el ángulo mecánico . El número de ángulo eléctrico no aparece en la hoja de datos de ese pote (que parece ser una serie obsoleta de Panasonic EVN). El hoja de datos especifica que el ángulo mecánico es de 210+/-20 grados. Eso significa que podría girar tan solo 190 grados.

He abierto uno para que puedas ver el ángulo eléctrico real. Hay un material altamente conductor en los extremos que marca los extremos del ángulo eléctrico. Cuando el limpiaparabrisas monta en esos extremos, la resistencia es típicamente sólo unos pocos ohmios (el "residual" es máximo 300 ohmios para el que tienes), y ya no cambia significativamente cuando el limpiaparabrisas se gira a través de la sobrecarrera.

Como se puede ver en la microfotografía de la unidad que he diseccionado, el ángulo eléctrico está muy cerca de los 180 grados. Así que una curva de voltaje vs. ángulo será plana en cualquiera y pasará de casi cero a casi 100% sobre un ángulo de unos 180 grados.

Por eso, si ignoras una o dos mediciones cerca de los extremos, verás un ángulo consistente más pronunciado que la media de todos los puntos.

Un efecto secundario, que podría ser medible con un potenciómetro de 100K y una carga de 10M es que la curva será más pronunciada cerca del centro de la rotación. Es poco probable que puedas ver eso con un pequeño trimpot sin un equipo muy sofisticado para manipular el wiper, pero es real. Esto se debe a que la resistencia equivalente a la fuente de Thevenin de un potenciómetro de 100K varía desde casi cero en cualquier extremo hasta unos 25K en el centro de rotación. La carga de los 10M dará lugar a una caída de una fracción del 1% (alrededor del 0,25% de la tensión sin carga) en el centro de rotación. Esto es demasiado pequeño para preocuparse por un trimpot, pero en algunas situaciones puede ser importante.

Answer 2

La mayoría de los potenciómetros tienen una estructura como la que se muestra a continuación:

NOTA: La olla que has mostrado no es en realidad como la anterior, pero la estructura es más o menos la misma.

¿Ves el círculo con dos terminales? Ese círculo tiene la resistencia total. Y el limpiaparabrisas, en realidad es un simple elemento conductor, está conectado al terminal del medio. Cuando giras el limpiaparabrisas, el elemento conductor se mueve en el círculo, por lo que se mide una resistencia variable.

El círculo no es 100% uniforme. El grosor y la forma real pueden variar, por lo que es bastante normal ver una desviación/diferencia. También hay que tener en cuenta que la mayoría de las macetas del mercado tienen un %10 de tolerancia.

Answer 3

La característica que le preocupa es la linealidad, es decir, lo cerca que está la resistencia del ángulo de rotación de una línea recta.

Para el tipo de bote que estás utilizando, la linealidad normalmente ni siquiera se especifica. Como ejemplo, vea esta olla que parece ser lo más parecido a lo que estás usando. Obsérvese que no se menciona la linealidad. En realidad, esto no es descabellado, ya que no hay forma de acoplar con precisión el "eje" de tu pote a un indicador externo. Mientras la resistencia cambie suavemente con la rotación, la mayoría de la gente simplemente no notará la no linealidad, e incluso si lo hacen, ajustar el pote para compensar es bastante simple.

Sin embargo, para otros tipos de bote, esto no es cierto, y se puede especificar la linealidad. Por ejemplo, en el caso de los crisoles de 10 vueltas, existen linealidades de hasta el 0,1%, siendo bastante estándar el 0,25%, como por ejemplo aquí . Estas ollas altamente lineales se utilizaban a menudo para detectar los ángulos de los ejes, pero ese papel ha sido generalmente suplantado por los codificadores, que ofrecen una mejor resolución y no presentan problemas de desgaste.

Answer 4

Si necesita resultados más precisos, puede construir una tabla de búsqueda y almacenar los valores que tengan sentido para su aplicación en función de las entradas medidas. Puede interpolar entre los puntos según sea necesario.