變阻式傳感器的結(jié)構(gòu)原理圖

1. 變阻式傳感器的結(jié)構(gòu)及分類(lèi)

??? 變阻式傳感器又稱為電位器式傳感器。它們是由電阻元件及電刷(活動(dòng)觸點(diǎn))兩個(gè)基本部分組成。電刷相對(duì)于電阻元件的運(yùn)動(dòng)可以是直線運(yùn)動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)和螺旋運(yùn)動(dòng)，因而可以將直線位移或角位移轉(zhuǎn)換為與其成一定函數(shù)關(guān)系的電阻或電壓輸出。

??? 利用電位器作為傳感元件可制成各種電位器式傳感器，除可以測(cè)量線位移或角位移外，還可以測(cè)量一切可以轉(zhuǎn)換為位移的其它物理量參數(shù)，如壓力、加速度等。

?? 變阻式傳感器的優(yōu)點(diǎn)

變阻式傳感器的優(yōu)點(diǎn)

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸小、重量輕、價(jià)格低廉且性能穩(wěn)定；

受環(huán)境因素(如溫度、濕度、電磁場(chǎng)干擾等)影響??；

可以實(shí)現(xiàn)輸出—輸入間任意函數(shù)關(guān)系；

輸出信號(hào)大，一般不需放大。它的缺點(diǎn)是：因?yàn)榇嬖陔娝⑴c線圈或電阻膜之間摩擦，因此需要較大的輸入能量；由于磨損不僅影響使用壽命和降低可靠性，而且會(huì)降低測(cè)量精度，分辨力較低；動(dòng)態(tài)響應(yīng)較差，適合于測(cè)量變化較緩慢的量。

??? 按其結(jié)構(gòu)形式不同，可分為線繞式、薄膜式、光電式等，在線繞電位器中又有單圈式和多圈式兩種；按其特性曲線不同，則可分為線性電位器和非線性(函數(shù))電位器。

2. 變阻式傳感器的原理與特性

??? 由式(4.1)可知，如果電阻絲直徑與材質(zhì)一定時(shí)，則電阻R隨導(dǎo)線長(zhǎng)度L而變化。變阻式傳感器就是根據(jù)這種原理制成的。

變阻式傳感器的結(jié)構(gòu)原理圖
=常數(shù)? ????????? ??????? 推導(dǎo)過(guò)程 =常數(shù) 推導(dǎo)過(guò)程 當(dāng)被測(cè)位移變化時(shí)，觸點(diǎn)C沿電位器移動(dòng)。如果移至x，則C點(diǎn)與A點(diǎn)之間的電阻為 (9.12） 式中—單位長(zhǎng)度的電阻，當(dāng)導(dǎo)線材質(zhì)分布均勻時(shí)是一常數(shù)。這種傳感器的輸出(電阻)與 輸入(位移)成線性關(guān)系。 傳感器的靈敏度為： =常數(shù) （9.13）	推導(dǎo)過(guò)程 ??? ??推導(dǎo)過(guò)程 回轉(zhuǎn)型變阻器式傳感器，其電阻值隨轉(zhuǎn)角而變化，故為角位移型。傳感器的靈敏度為： （9.14） 式中 ? —單位弧度對(duì)應(yīng)的電阻值，當(dāng)導(dǎo)線材質(zhì)分布均勻時(shí)， =常數(shù)； ? ? —轉(zhuǎn)角（ rad）。

線性電阻器的電阻分壓電路
	當(dāng) 時(shí)，電壓輸出Uo為： 推導(dǎo)過(guò)程 　 推導(dǎo)過(guò)程 負(fù)載電阻為 ，電位器長(zhǎng)度為l，總電阻為Ｒ，電刷位移為x，相應(yīng)的電阻為 ，電源電壓為U，輸出電壓為U0為: (9.15) 當(dāng) 時(shí)，電壓輸出Uo為： (9.16) 式中 —電位器的電壓靈敏度。

??? 由式可以看到：當(dāng)電位器輸出端接有輸出電阻時(shí)，輸出電壓與電刷位移并不是完全的線性關(guān)系。只有 時(shí)， 為常數(shù)，輸出電壓與電刷位移成直線關(guān)系，線性電位器的理想空載特性曲線是一條嚴(yán)格的直線。?