Das Messprinzip des Linearen Wegaufnehmers (Linearpotentiometer) für die Längenmessung basiert auf der Funktionsweise eines Spannungsteilers. Im Inneren des Linearen Wegaufnehmers läuft ein Gleitkontakt (auch Schleifer genannt) über eine Widerstandsbahn. Dieser Gleitkontakt ist meist an eine Kolbenstange gekoppelt, die am Messobjekt befestigt wird. Je nach Position des Schleifers verändert sich der Widerstand in der Schaltung und somit auch proportional dazu die abfallende Spannung. Da sich der Widerstand proportional zum gefahrenen Weg des Gleitkontakts auf der Widerstandsbahn verändert, lässt sich aus der veränderten Spannung der Abstand bestimmen. Die Verwendung von Potentiometern als Positionssensoren für die Positionserfassung ist ein gängiges Prinzip bei diversen Anwendungsfeldern.

Potentiometer als Spannungsteiler
Lineare-Wegaufnehmer als Spannungsteiler

Theorie Spannungsteiler

Unbelasteten Spannungsteiler berechnen

Mit den folgenden Formelementen können die Teilspannungen eines Spannungsteilers als Positionssensor bestimmt werden. Sie können aber nur benutzt werden, wenn ein unbelasteter Spannungsteiler vorliegt, also wenn durch beide Widerstände der gleiche Strom fließt.

Lineare-Potentiometer Berechnung
Lineare-Wegaufnehmer Formel Spannungsteiler

Wie stark müssen die Widerstände im Spannungsteiler sein?

Es ist von Bedeutung, ob niederohmige oder hochohmige Widerstände gewählt werden. Sind die Widerstände zu klein, fließt ein zu großer Strom und es wird zu viel Leistung verbraucht. Sind die Widerstände andererseits zu groß, ist die geteilte Spannung zu sehr vom Lastwiderstand abhängig. Die Größe der Widerstände sollten in Abhängigkeit von der Anwendung gewählt werden. Die Faustregel besagt, dass der Strom durch den Spannungsteiler etwa 3- bis 10-mal größer sein muss, als der Strom, der durch den Lastwiderstand fließt. Dann kann der Spannungsabfall durch die Belastung des Spannungsteilers vernachlässigt werden. Steuert man mit dem Spannungsteiler einen besonders hochohmigen Eingang an, was in der Regel der Fall ist, sollte der Spannungsteiler aus Widerständen im kΩ oder sogar im MΩ Bereich bestehen.

 
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