Potentiomètre

Principe de fonctionnement

Les potentiomètres résistifs permettent de mesurer une position linéaire ou angulaire en mesurant une variation de résistance. Le capteur délivre alors une tension proportionnelle au déplacement.

L'évolution dans la fabrication des potentiomètres permet une mesure continue grâce aux pistes plastiques (matériaux plastiques conducteurs), sans supprimer pour autant l'effet d'usure locale qui limite l'emploi de ce type de capteur.

Potentiomètre linéaire :

Un potentiomètre est un type de résistance variable à trois bornes, dont une est reliée à un curseur se déplaçant sur une piste résistante terminée par les deux autres bornes.

Ce système permet de recueillir, sur la borne reliée au curseur, une tension qui dépend de la position du curseur et de la tension à laquelle est soumise la résistance.

On mesure donc une position linéaire en mesurant une variation de tension aux bornes A et C de la résistance variable. La résistance est proportionnelle à la longueur du fil résistant.

Potentiomètre angulaire :

Ce capteur traduit donc l'angle à mesurer en tension entre la borne C et la borne A. La position du curseur peut varier entre 0° et 360° au maximum.

Il existe deux types de potentiomètres :

  • les potentiomètres bobinés ;

  • les potentiomètres à piste plastique.

Modèle avec la résistance variable

Schéma électrique du capteur

Potentiomètre linéaire

Dans ces conditions on obtient : \(V_s=\frac{\alpha R}{\alpha R+(1-\alpha )R}E=\alpha.E\) V m = ( R equ ( 1 x ) R + R equ ) V a {{V}_{m}}={{{({alignc {{R}_{equ}}over{{{(1-x)}}cdot{R}+{R}_{equ}}})}}cdot{{V}_{a}}}

avec R equ = xR R E xR + R E xR {{R}_{equ}}={{{alignc {{xR}cdot{{R}_{E}}}over{xR+{R}_{E}}}}approx{xR}}

Les potentiomètres bobinés

Les capteurs angulaires bobinés sont constitués d'un fil résistif bobiné. Ils permettent d'avoir des capteurs angulaire mesurant jusqu'à 358° ou même des capteurs rotatifs jusqu'à 10 tours.

Les potentiomètres à piste plastique, cermet ou carbone

La technologie à piste plastique est utilisée pour des capteurs angulaire comme pour des capteurs linéaires. Elle permet d'augmenter notablement la durée de vie des capteurs et d'obtenir une résolution dite « infinie ».

Avantage :

  • simples à mettre en œuvre.

Inconvénient :

  • amplitude de mesure limitée (bien souvent 1 tour maximum pour la mesure angulaire), ce qui nécessite l'ajout d'un réducteur.

Remarque

Quand le capteur potentiométrique permet d'aller au delà 360°, on parle de capteur rotatif, il en existe qui peuvent mesurer une position angulaire jusqu'à 10 tours.

Potentiomètres au labo

Pilote automatique

Potentiomètre angulaire direction du gouvernail
En bleu potentiomètre linéaire déplacement tige/corps du vérin.

DAE