Metallux Folienpotentiometer der nächsten Generation – jetzt auch linearisiert

Metallux MetaPot-Folienpotentiometer sind seit vielen Jahren erfolgreich am Markt vertreten. Mit diesen Sensoren werden beispielsweise Messungen translatorischer und rotatorischer Bewegungen im Maschinen- und Anlagenbau sowie immer häufiger im Automobil durchgeführt. Dabei zeichnen sich die MetaPot-Folienpotentiometer aufgrund ihres Aufbau gerade durch eine sehr hohe Lebensdauer aus.

Folienpotentiometer bestehen aus einer dünnen Folie, auf die ein hochohmiger Widerstand aufgedruckt ist, sowie aus einer Kollektorfolie mit einer niederohmigen Kollektorbahn. Substrat und Folie sind durch einen Abstandshalter, den Spacer, voneinander getrennt. Ein mechanisches Druckstück bringt die Widerstandsschicht mit dem Kollektor in Kontakt. Das Schleifersystem der klassischen Potentiometer wird somit durch Kollektorfolie und Druckstück ersetzt. Auf diese Weise kann, wie bei jedem anderen herkömmlichen Potentiometer, die jeweilige ortsabhängige Spannung abgegriffen werden. Verschleiß bzw. Abrieb an der Widerstandsschicht kann dabei nicht auftreten.

Die Anwendungsbereiche der Folienpotentiometer werden nun erweitert. Bisher waren Folienpotentiometer in Folie-Folie Technologie aufgebaut und zeichnen sich durch ihre extrem flache Bauform von weniger als 2 mm aus. Einziger Nachteil ist die relativ große Nichtlinearität von etwa 1%. Bei den MetaPot-Folienpotentiometern der neuen Generation wird nun die Widerstandsfolie durch ein FR4 Substrat ersetzt. Dieses bietet gleich mehrere Vorteile. Zum einen können Widerstandspasten verwendet werden, die extrem hohe Lebensdauerdaten von mehr als 25 Millionen Zyklen erlauben. Zum anderen erlaubt der Einsatz von FR4 Leiterplattenmaterial als Träger eine Linearisierung der Widerstandsschicht. Linearitätswerte zwischen +/-0,4% (Messlänge 50 mm) und +/-0,3% (Messlänge 500 mm) sind somit realisierbar. Daher können die Folienpotentiometer bezüglich ihrer Genauigkeit durchaus mit klassischen Schleifer-Potentiometern verglichen werden.

Die Verwendung von 1 mm dicken FR4-Leiterplattenmaterial als Basis für die Widerstandsschicht im Vergleich zu einer dünnen Folie hat zudem den Vorteil, dass Unebenheiten oder Verschmutzungen des Untergrunds das Messergebnis nicht beeinflussen. Dies erleichtert die Montage der MetaPot-Potentiometer erheblich. Bei Folie-Folie Ausführungen können kleine Partikel oder auch Luftblasen unter der Folie zu Verwerfungen und damit zu deutlichen Kennlinienabweichungen führen. MetaPot-Folienpotentiometer sind hermetisch dicht verklebt und somit gegen Umwelteinflüsse wie Schmutz, Staub und Feuchtigkeit geschützt. Mit Ausnahme des Steckeranschlusses erfüllen sie die Anforderungen der IP67. Sie können auch in Ex geschützten Zonen eingesetzt werden. Die linearisierten MetaPot-Folienpotentiometer sind in Messlängen zwischen 50 mm und 500 mm erhältlich. Neben linearen Systemen sind selbstverständlich auch linearisierte rotative Sensoren mit Durchmessern bis zu 400 mm erhältlich.

Einige typische technische Daten der linearisierten Folienpotentiometer:

• Abschlusswiderstand: 2 …. 20 kOhm, abhängig von der Messlänge
• Widerstandstoleranz: +/- 20%
• Unabhängige Linearität: < +/- 0,4% bei Messlängen < 250 mm / < +/- 0,3% bei Messlängen > 250 mm
• Wiederholgenauigkeit: typ. 0,05 mm
• Hysterese: typ. 0,25 mm
• Elementbreite 21,3 +/- 0,5 mm
• Elementdicke 1,7 +/- 0,2 mm
• Temperaturbereich -25 … 105 °C / -40 … 125 °C (mit eingeschränkten Leitungsdaten)
• Lebendauer 25 Millionen Zyklen
• Verstellgeschwindigkeit 1 m/sec
• Schutzart IP 67 mit Ausnahme Stecker und Anschluss.

Mit den linearisierten MetaPot-Folienpotentiometern erschließen sich eine Vielzahl von neuen Anwendungsfällen. Ähnlich wie bei Folie-Folie-Ausführungen oder klassischen Schleifer-Potentiometern finden sich viele Anwendungen im KFZ-Bereich, der Medizintechnik, Luft-und Weltraumtechnik oder Robotik.

Als einige typische Beispiele seien genannt:

• Positionserkennung in KFZ oder Flugzeugsitzen
• Positionierung von Zylindern oder Aktuatoren
• Elektrische und pneumatische Stellantriebe
• Positionierung von Roboterarmen
• Positionierung von Sonnenpanels
• Überwachung von PKW-Stellsystemen wie Spiegel, Fensterheber oder Cabrioverdecken
• Positionsüberwachung von OP-Tischen in der Medizintechnik

Über Metallux:
Die Metallux AG ist ein leistungsstarker Hersteller von elektronischen Bauelementen in Dickschicht- Technologien. Das schwäbische Hightech-Unternehmen verfügt über ein breites Leistungsspektrum und bietet neben dem Standardprogramm von Druck-, Weg- und Winkel- sowie Foliensensoren, Hochspannungs- und Leistungswiderständen auch kundenspezifische Komplettlösungen bis hin zur Konfektionierung von Potentiometern und Joysticks an. Eine ausgewiesene Kundenorientierung sorgt mit passenden Ideen und Lösungen für zufriedene Kunden. Innovative Produkte, eine Vielzahl von erteilten Patenten und langjährige Erfahrung - zahlreiche namhafte Kunden aus den Bereichen der Automobilindustrie, Elektrostatik, Medizin- und Industrieelektronik sowie Sensorik bauen schon seit über 25 Jahren auf das mittlerweile seit November 2011 in Leutenbach-Nellmersbach bei Stuttgart beheimatete Unternehmen.