mini|Fig. 1 Spenningsdelar. mini|Fig. 2 Skematisk oppbygging av eit dreiepotmeter.

Eit potensiometer er ein tre-terminal spenningsdelar, som illustrert i fig. 1. Verdien til dei to motstandane og er variabel, men slik at summen av dei er konstant. Dei to motstandane er ikkje fysisk skilde, men består av ein samanhengane sirkelforma resitiv bane, som illustert i fig. 2. Den resistive banen er forbunden med ein terminal i kvar ende. Terminalen i midten er forbunden med ein fjørbelasta roterande kontakt som glir langs den sirkulære banen når akslingen vert rotert. Som illustrert nedst i fig. 2 dannar dei to motstandane og ein spenningsdelar. Den fysiske oppbygginga er vist i fig. 3. Om ein forbind midtterminalen med ein av dei to andre terminalane får ein ein variabel motstand.

Potmetere spelar ein viktig rolle innan lydteknologi, måleteknikk, automatisering, mekatronikk, prosesskontroll, robotteknologi, etc.

mini|Fig. 3 Fysisk oppbygging av eit dreiepotmeter. A. Aksling B. Stationær motstandsbane C. Fjørbelasta roterande kontakt som glir langs motstandsbanen D. Feste mellom aksling og roterande kontakt E, G Terminalar med forbindelse til endane på den statiske motstandsbanen F. Terminal for roterande kontakt H. Kam for opsjonal av-på-brytar.

Resistiv motstandsbane Den resistive motstandsbanen kan vera laga av ulike materialar, tilpassa ulike bruksområde, pris, etc.

Metalltråd Dette er den eldste typen potmeter. Dei er bygde opp med ein metalltråd som er vikla rundt ein ikkje-leiande, ikkje-ferromagnetisk kjerne. Eit mykje nytta materialet i tråden er ei nikkel-krom-legering, med typisk 75 % Ni, 25 % Cr. Denne legeringa resulterer i ein temperaturkoeffisientar på på rundt ±5 ppm/°C. Ei koppar-nikkel-legeing, med typisk 55 % Cu. 45 % Ni, gir ein temperaturkoeffisientar på på rundt ±20 ppm/°C. Ei anna legering som har vore nytta er gull-platina, med noko innblanding av koppar og sølv, som typisk resulterer i ein temperaturkoeffisient på ±650 ppm/°C. Denne legeringa er svært motstandsdyktig mot oksidasjon og tek ikkje så lett skade i fuktig klima.

Karbonfilm Den resistive banen var tidlegare laga av karbonpulver og fenolformaldehyd som vert lagt på eit fenolsubstrat og herda, men i dag vert det nytta eit keramisk underlag. Det resistive laget er typisk sett saman av grafitt eller et eit anna karbonbasert materiale. Denne samansetnaden fører til god haldbarheit og gir ei jamn og presis justering av motstanden. Karbonfilmpotmeter er mellom dei billigaste typane og dei er mykje nytta i masseprodusert forbrukarutstyr, der komponentprisane spelar ein viktig rolle. Temperaturkoeffisienten er relativt høg, så dei høver ikkje der ein trent stor nøyaktigheit, som i måleinstrument.

Karbonkompositt Denne typen er bygd opp motstandsbanar som, saman med dei andre komponentane, vert støpt på ei kjerne. Dette konstruksjonen er varmeleiande, så potmetera tåler stor effekt utan at det går ut over påliteligheita. Men dei har høg temperaturkoeffisient og er ømtålige for fuktigheit. Dei har ikkje så stor nøyaktigheit og har meir dynamisk støy enn karbonfilmpotmeter. At dei tåler stor effekt gjer dei attraktive der det ikkje trengst så stor nøyaktigheit og dei er vanlege i kraftelektronikk.

Metallfilm Metallfilmpotmeter vart produserte ved å det vert avsett ein film av ulike metallkomposittar, legeringar og oksydar på eit keramiske underlag ved hjelp av vakuumteknologi. Metallfilmpotmeter har fine toleransar, god oppløysing og lite støy, noko som er attraktivt i samband med multikanals potmeter (fleire potmeter på same aksling). Metallfilm er òg mindre utsett for aldringseffektar enn til dømes karbonkompositt. Ein anna føremon er at dei har liten distribuert induktans og kapasitans, så dei kan nyttast for høge frekvensar. Men slitestyrken er ikkje så god.

Leiande plast Denne typen er ei vidareutvikling av karbonpotmetere. Den resistive banen er laga av mikroplastepoksy, polyester, fenol, polymar, etc., som vert blanda med karbonpulver og lagt på keramiske eller plastiksubstrat, som resulterer i svært stabile resistive banar med gode eigenskapar. For å oppnå låge motstandsverdiar vert det ofte blanda inn metallpulver av nikkel, sølv, koppar, etc. Temperaturkoeffisientar ned til ±200 ppm/°C er vanlege, men prisen er høgare enn for karbonpotmeter. Denne typen har god langtidsstabilitet og låg støy. Typisk makseffekt ligg mellom 250 og 500 mW.

Cermet Den resistive banen er laga av eit fint pulver av ulike keramiske materialar og/eller glas, blanda med ulike edelmetall, som ved å varmast opp til ein omn ved nøyaktig kontrollert temperatur i området 800 °C til 1200 °C, i ei like nøyaktig kontrollert oppvarmingtid, vert til eit keramisk metall med den rette resitiviteten. Dei vanlegaste keramiske materiala er steatitt og aluminiumoksid, men forsteritt, porselen, zirkoniumdioksid, berylliumoksid, etc. vert òg nytta. Edelmetalla kan som vert nytta kan vera sølv, palladium, platina, ruthenium, rhodium og gull. Produsentane går ikkje ut med akkurat kva materiale og framstillingsmetodar dei nyttar, så ikkje alle cemet-potmeterera er like. Temperaturkoeffisientar i område ±50 til ±150 ppm/°C er vanlege. Cermetpotmeter har god oppløysing og støy, både statisk og dynamisk støy. Dei har liten induktans og kapasitans og er brukbare godt over 100 MHz. Den resistive banen fungerer som eit slipemiddel, så dei høver best som trimepotmeter. Typisk antal operasjonar for cermet trimpotmeter er ofte ikkje meir enn 200. Ein annan grunn for at dei høver som trimpotmetere er at dei har låg statisk støy og er stablie over tid. Det vert produsert panelmonterte cermet-potmeter, men dei er etter måten uvanlege. Typisk makseffekt ligg mellom 250 mW til 2 W.

Spesifikasjonar Potmeter har mange parametrar som kan vera av interesse, men ikkje alle produsentane opplyser om alle verdiane, spesielt ikkje for billige potmeter. Potmeter som tilfredsstiller Mil-R-94-standarden må tilfredsstilla ei rad ulike minimumskrav. Ulike produsentar kan nytta ulike måtar å oppgje spesifikasjonane på, noko som kan gjera det vanskelg å samanlikna potmeter frå ulike produsentar.

Totalmotstand Den totale motstanden over potmeteret inkluder motstanden i terminalane og vert oppgjenen i , saman med ein toleranse i %, som kan variera frå 5 % til 20 %. Trådvikla potmetere er dei mest nøyaktige, medan karbon og leiande plast har grovare toleransar. Motstanden vert av og til kalla verdien til potmeteret.

Variasjon i kontaktmotstanden Kontaken mellom den fjørbelasta glidekontakten og motstandselementet har ein motstand på nokre få . Denne motsanden varierer litt når kontakten vert flytta og vert som oftast oppgjeven i % av totalmotstanden. Dette er ein dynamisk parameter.

Ekvivalent støymotstand Når glidekontakten i eit metalltrådpotmeter vert flytta vil motstanden endrast i små sprang når han mistar kontakten med ein av trådane og får kontakt med neste. Denne variasjonen vert kalla ekvivalent støymotstand og er ein dynamisk parameter.

Linearitet Lineariten kan spesifiserast på fleire ulike, men relaterte, måtar.

Absolutt linearitet mini|350px|Fig. 4 Absolutt linearitet. Absolutt linearitet vert oppgjeven i % av inngangsspenninga , som avviket mellom den målte verdien til frå ei teoretisk referanselinje, der er utgangsspenninga. Avviket vert målt over heile det teoretiske området til utgangsspenninga (som kan avvika litt frå det verkelege området). Referanselinja vert definert som

der variablen er vinkelen til akslingen, er vinkelen når , er gradienten til kurva og er startverdien til kurva ( når ), som generelt ligg litt over null, som illustrert i fig. 4. Absolutt linearitet er den lineariteten som det er mest utfordrande å tilfredsstilla i produksjonen og er ikkje så mykje nytta.

Uavhengig linearitet Uavhengig linearitet er avviket frå den ideelle referanselinja, men når ho vert plassert over utgangskarakteristikken vert stigningskoeffisienten og den vertikale startposisjonen tilpassa slik at positive og negative avvik frå referanselinja vert så små som mogeleg (linear linjetilpassing). Referanselinja vart då definert som

der er den elektriske distansen som resulterer i , som ikkje alltid er den same som den teoretiske distansen , er den uspesifiserte stigningskoeffisienten og er eit uspesifisert vertkalt startpunkt ved . Det er lettare å garantera uavhengig enn absolutt linearitet under produksjonenen, så mange produsentar oppgjev uavhengig i staden for absolutt linearitet. Når det berre står linearitet i databladet kan ein som oftast gå ut frå at det er uavhengig linearitet.

Med unnatak av trådvikla potmeter er ikkje endane til det resistive elementet godt definerte, på det viset at dei kan ha abrupte endringar eller kraftig ulinearitet i resistiviten. Etter som potmeter i praksis skjeldan vert nytta heilt i endeposisjonane er ikkje dette eit problem, men det gjer det litt vanskelegare å måla lineariteten. Det er difor vanleg å ekskludera ein liten bit (rundt 1 %) på kvar ende under målingane.

Null-basert linearitet Dette er eit speialtilfelle av uavhengig linearitet, der det nedre endepunktet er plassert ved 0 i staden for å starta ved som i fig. 4.

Endepunktbasert linearitet Dette er ein metode som av og til vert nytta for trådvikla potmeter, og som er svært lik absolutt linearitet. Skilnaden er at i samband med absolutt lineartet går referanselinja gjennom eit teoretisk indekspunkt, medan ho i samband med endepunktsbasert linearitet går frå null til punktet (, 1), der er vinkelen til akslingen når .

Støy Fleire typar støy kan oppstå i eit potmeter: Termisk støy (Johnson-Nyquist-støy) er som i ein fast motstand, og har flatt effektspektrum og gaussisk amplitudefordeling. Triboelektrisitet støy ei elektromotorisk spenning som vert generert på grunn av friksjon når glidekontanten vert flytta. Endring av kontaktmotstanden kan generera støy når kontakten vert broten i stutte tidsinterval, eller på grunn av oksidasjon eller forureiningar av motstandsbanen. Oksidasjon av banen kan oppstå om det går for stor straum gjennom glidekontakten. Oksidasjonen vert påverka av fleire faktorar, som temperatur, fuktigheit og materialane i motstandsbanen.

Oppløysing Oppløysing er den minste endreinga i motstandverdi som kan gjerast. For trådvikla potmetere er oppløysinga bestemt av totalmotstanden dividert på antal omdreiningar til tråden. For andre materialar kan oppløysinga vera relatert til ujamnheiter i motstandsbanen, men ofte er ho bestemt av at den statiske friksjonen (stiksjon) til glidekontakten og motstandsbanen er større enn den dynamiske friksjonen, slik at når krafta på kontakten overstig den statiske friksjonen flyttar kontakten seg ein liten bit før den dynamiske friksjonen tek over.

Repeterbarheit mini|Fig. 5 Potmeter hysterese. I mange samanhengar er det viktig at potmeter har ein stor grad av repeterbarheit, slik at ein gitt vinkel fører til same motstandaverdi. Spesielt innan måleteknikk og reguleringsteknikk er dette viktig. Fig. 5 illustrerer hysterese, som gjer at same vinkel på akslingen fører til litt ulik motstandsverdiar avhengig av dreieretning. I likeheit med oppløysinga er differansen mellom statisk og dynamisk friksjon ein grunn til hysterese.

Justeringsnøyaktigheit Dette er eit mål på kor nøyaktig eit potmter kan stillast inn. Det vert målt ved at ein stiller inn potmeteret så nøyaktig som mogleg på halvparten av totalverdien av den resistive banen og måler den resulterande verdien . Ein finn så justeringsnøyaktigheita i % som

Temperaturkoeffisient Dette er eit mål på kor mykje motstanden endrar seg når temperaturen varierer. Han vert som oftast oppgjeven i ppm og er definert som

der og er to ulike omgjevelsestemperaturar, som må ha ein skilnad på minst 25 °C. Temperaturkoeffisienten kan vera positiv eller negativ.

Effekt