电阻传感器ppt课件.ppt

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1、第三章电阻传感器电阻式传感器的基本原理是将被测量的变化转换成传感元件电阻值的变化，再经过转换电路变成电信号输出。按工作的原理可分为:变阻器式、电阻应变式、热敏式、光敏式、电敏式等。电阻传感器常用来测量位移、力、压力、应变、扭矩和加速度等非电量。第三章电阻式传感器部分实物第三章电阻式传感器§３-1电位器式传感器电位器是一个机电传感元件，它作为传感器可以将机械位移或其它能转换为位移的非电量转换为与其有一定函数关系的电阻值的变化，从而引起输出电压的变化。第三章电阻式传感器一、电位器式传感器的种类线绕电位器由电阻系数很高的极细的导线按一定规律绕在绝缘骨架上，

2、用电刷（活动触点）调节阻值大小。特点：结构简单，尺寸小，输出特性精度高（可达0.1%）且稳定，输出信号大，受环境影响小。由于电阻元件与电刷间的摩擦，可靠性和寿命受到影响，分辨力也较低。合成膜电位器由电阻液（用石墨、碳黑、树脂等材料配置而成）喷涂在绝缘骨架表面上形成电阻膜。特点：分辨力高、阻值范围宽、耐磨性好、工艺简单、成本低，其线性度在1%左右（经修刻后，可提高到0.1%）；接触电阻大，抗潮性差，噪声较大。金属膜电位器在玻璃或陶瓷基体上用真空蒸发或电镀的方法涂覆一层金属复合膜而制成。特点：电阻系数小，分辨力高，可工作在高温环境；耐磨性差、功率小、阻值

3、较低（1KΩ~2KΩ）。第三章电阻式传感器导电塑料电位器由塑料粉及导电材料（如金属合金、碳黑、石墨）的粉料经塑压而成。特点：耐磨性极高，电刷接触压力要求较大，抗冲击振动性能好，分辨力高，线性度一般2%，阻值范围大，功率大；阻值易受温、湿度影响、接触电阻大、精度不高。导电玻璃釉电位器以合金（如钯银）、合金氧化物（如二硅化钼）、难溶化合物（如碳化钨）等为电阻材料，以玻璃釉粉为粘合剂烧结在陶瓷或玻璃基体上制成。特点：分辨力很高、耐磨、耐高温、抗湿、阻值范围广、电阻温度系数小（约±2.5×10-4/℃）；精度不高、接触电阻大。第三章电阻式传感器光电电位器是一

4、种非接触式电位器，一光束代替常规的电刷。一般采用氧化铝作基体，在其上蒸发一条带状电阻薄膜（镍铝合金或镍铁合金）和一条导电极（鉻合金或银）。图1是这种电位器的结构图。平时无光照时，电阻体和导电电极之间由于光电导层电阻很大而呈现绝缘状态。当光束照射在电阻体和导电电极的间隙上时，由于光电导层被照射部位的亮电阻很小，使电阻体被照射部位和导电电极导通，于是光电电位器的输出端就有电压输出，输出电压的大小与光束位移照射到的位置有关，从而实现了将光束位移转换为电压信号输出。特点：光电电位器最大的优点是非接触型，不存在磨损问题，它不会对传感器系统带来任何有害的摩擦力矩

5、，从而提高了传感器的精度、寿命、可靠性及分辨率。光电电位器的缺点是接触电阻大，线性度差。由于它的输出阻抗较高，需要配接高输入阻抗的放大器。尽管光电电位器有着不少的缺点，但由于它的优点是其它电位器所无法比拟的，因此在许多重要场合仍得到应用。第三章电阻式传感器123132直线型旋转型二、线绕电位器式传感器工作原理及结构图2线绕电位器结构图第三章电阻式传感器图3线绕电位器实物图UiRx0Rx(等效电路)第三章电阻式传感器三、线性线绕电位器电输出特性VorR(L)Vix图中：Vi—电位器输入电压；V0—电位器输出电压；R—电位器总电阻；L—电位器总行程；x—

6、电刷行程；r—电刷行程x处对应电阻；b—骨架宽度；h—骨架高度；t—线绕节距；RL—负载电阻。第三章电阻式传感器视在分辨力阶跃值为—视在分辨力；n—电位器线圈总匝数如Vi＝10V，n＝100匝，则＝0.1V，这意味着输出电压以0.1V的阶跃形式增加，即为输入电压的1％，不能给出小于0.1V的电压变化。第三章电阻式传感器负载误差在RL≠条件下，输出电压的表达式为显然RL＝时，由负载电阻为有限值产生的相对负载误差为：第三章电阻式传感器若令负载系数m＝R/RL，行程比X＝r/R=x/L，则有对求一阶导数取的极大值，，亦即可见相对负载误差在x=1/2L处有极

7、值。（负载误差最大）第三章电阻式传感器§３-2应变式传感器应变式式传感器是基于金属电阻的应变效应制成。一、金属的电阻应变效应金属导体的电阻随着机械变形（伸长或缩短）的大小发生变化的现象称为金属的电阻应变效应。第三章电阻式传感器金属丝受拉时，l、r和R将如何变化？提出问题第三章电阻式传感器结论：金属丝受拉时，l变长、r变小，导致R变大。第三章电阻式传感器lΔlΔrrFF设一根长为l，截面积为S，电阻系数为ρ的电阻丝，其电阻值R为：导线两端受到力F作用时第三章电阻式传感器将上式取对数再微分，则引起电阻值变化dR：因，由材料力学可知：（径向变化），式中泊松

8、比表示电阻丝轴向的相对变化，也就是应变。第三章电阻式传感器令则K——金属电阻丝的相对灵敏度系数。金属电阻丝的