电位器式传感器ppt课件.ppt

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1、1主讲：吕杰2012-04-13电阻式传感器§2-1电阻式传感器电阻式传感器的种类繁多，应用广泛，其基本原理是将被测物理量的变化转换成电阻值的变化，再经相应的测量电路而最后显示被测量值的变化。电阻式传感器与相应的测量电路组成的测力、测压、称重、测位移、测加速度、测扭矩、测温度等测试系统。目前已成为生产过程检测以及实现生产自动化不可缺少的手段之一。电阻式传感器可分为两大类：1、电位器式传感器2、应变片式传感器电位器式传感器电位器是一种常用的机电元件，广泛应用于各种电器和电子设备中。它主要是一种把机械的线位移或角位移输入量转换为与它成一定函数关系的电阻或电压输出的传感元件来使用。它们主要用于测量

2、压力、高度、加速度、航面角等各种参数。特点：优点：(1)结构简单、尺寸小、重量轻、价格低廉且性能稳定；(2)受环境因素(如温度、湿度、电磁场干扰等)影响小；(3)可以实现输出—输入间任意函数关系；(4)输出信号大，一般不需放大；缺点：由于有摩擦，要求输出信号大，可靠性和寿命差，动态特性不好，干扰大，一般用于静态或缓变量的检测。二、电位器式传感器的分类1按结构特征分类电位器可分为单联电位器、带开关电位器、锁紧式电位器、抽头式电位器、多联电位器。带开关电位器是备有开关的电位器，开关形式有推拉式、按键式、正开关式、反开关式等。锁紧式电位器是调节机构经调定后，可以用锁紧装置加以固定的电位器。抽头式电

3、位器是指电阻体上有中间抽头引出端的电位器。62．按调节方式分类电位器可分为直滑式电位器和旋转式电位器两种。直滑式电位器是用滑柄使电刷作直线运动的电位器。旋转式电位器是用转轴使电刷做旋转运动的电位器。它可分为单圈电位器、多圈电位器和螺旋电位器。单圈电位器是指旋转角度小于360°的旋转电位器；多圈电位器是指旋转角度大于360°，一般为（2~40）×360°的电位器。螺旋电位器是多圈电位器的电阻体制成螺旋形状的电位器。分类：直线位移型、角位移型和非线性型3．按用途分类电位器可分为精密电位器、普通电位器、功率电位器、微调电位器、高频电位器、高压电位器、耐热电位器、快速电位器等。4．按电刷接触分类电位

4、器可分为接触式电位器和非接触式电位器。5．按材料分类电位器可分为合金型、合成型、薄膜型、光电型和磁敏型五类电位器。合金型电位器包括线绕电位器（WX）和块金属膜电位器。合成型电位器包括合成实芯电位器（WS）、合成碳膜电位器（WH）、合成玻璃釉电位器（WI）、导电塑料电位器等。薄膜型电位器包括金属膜电位器（WJ）、金属氧化膜电位器（WY）、碳膜电位器（WT）等。光电型电位器包括电阻型光电电位器和结型光电电位器。磁敏型电位器包括一般磁敏电位器和磁敏二极管电位器。6．按阻值变化规律分类电位器可分为线性电位器和非线性电位器两种。线性电位器（X式）是指输出比Uc/Ur与行程比θ/H（θ为转角，H为总转角

5、）成直线关系的电位器，即其阻值变化与转角成直线关系，电阻体上导电物质的分布是均匀的，故单位长度的阻值相等，每单位面积能承受的功率也相等，适用于要求调节均匀的场合。非线性电位器是指输出比与行程比不成线性关系的电位器。它包括指数式电位器（Z式）、对数式电位器（D式）和其它函数形式的电位器。（1）线绕电位器线绕电位器电阻元件由康铜丝、铂铱合金及卡玛丝等电阻丝绕制，其额定功率范围一般为0.25～50W，阻值范围为100Ω～100kΩ之间。当接触电刷从这一匝移到另一匝时，阻值的变化呈阶梯式。（2）非线绕电位器1）合成膜电位器其优点是分辨率较高，阻值范围很宽（100Ω～4.7MΩ），耐磨性较好，工艺简单

6、，成本低，线性度好等；主要缺点是接触电阻大，功率不够大，容易吸潮，噪声较大等。不同电位器的特点2．金属膜电位器金属膜电位器一般为微调电位器，它综合了线绕和非线绕电位器的最佳性能。a．温度系数小于10×10-6/℃，最大也只有20×10-6/℃。b．可制成标称阻值很小的电位器，阻值范围2Ω~5kΩ。c．没有电流噪声和非线性。d．滑动噪声很小，等效噪声电阻小于等于20Ω，甚至小于10Ω。e．稳定性好，分辨力高。f．没有分布参数，可用于高频场合。（3）导电塑料电位器导电塑料电位器又称实心电位器，耐磨性很好，使用寿命较长，允许电刷的接触压力很大，在振动、冲击等恶劣环境下仍能可靠地工作。此外，它的分辨

7、率较高，线性度较好，阻值范围大，能承受较大的功率。导电塑料电位器的缺点是阻值易受湿度影响，故精度不易做得很高。导电塑料电位器的标准阻值有1kΩ、2kΩ、5kΩ和10kΩ，线性度为0.1％和0.2％。（4）导电玻璃釉电位器导电玻璃釉电位器又称金属陶瓷电位器，它的耐高温性和耐磨性好，有较宽的阻值范围，电阻湿度系数小且抗湿性强。导电玻璃釉电位器的缺点是接触电阻变化大，噪声大，不易保证测量的高精度。二、电位器式传感器