电位器式电阻传感器

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1、第2章电阻式传感器12.1电位器式电阻传感器位移信号电信号转换元件2.1电位器式传感器—工作原理常见的有电视机、复读机、收音机音量调节器。2位移电位器电位器（线位移或角位移）2.1电位器式传感器—分类3按结构形式不同：薄膜电位器薄膜电位器通常有两种：一种是碳膜电位器，另一种是金属膜电位器。碳膜电位器是在绝缘骨架表面喷涂一层均匀的电阻液，经烘干聚合制成电阻。电阻液由石墨、碳膜、树脂材料配合而成。金属膜电位器是在绝缘基体上用高温蒸镀或电镀方法，涂上一层金属膜而制成。金属膜为合金锗铑、铂铜、铂铑锰等。导电塑

2、料电位器由塑料粉和导电材料（合金、石墨、碳黑等）压制而成，它又称为实心电位器。该电位器耐磨性较好、寿命长、电刷容许的接触压力较大，适用于振动、冲击等恶劣工作环境，能承受较大功率。但温度影响较大，接触电阻大，精度不高。2.1电位器式传感器—分类光电电位器主要由电阻体、光电导层和导电电极等组成。1-光电导层；2-基体；3-薄膜电阻带；4-电刷窄光束；5-光电级当无光照射时，因光电导材料暗电阻极大，电阻带与电极之间可视为断路，当窄光束4（电刷）照射在窄间隙上时，电阻带与电极接通，这样在外电源E的作用下，负载

3、电阻上输出的电压随着光束（电刷）移动而变化。2.1电位器式传感器—分类是一种非接触式电位器，用光束代替电刷。具有耐磨性好，精度、分辨率高，寿命长（可达亿万次循环）、可靠性好等优点。光电电位器是一种非接触式电位器。它用光束代替一般电位器上的活动触点--电刷。电阻型光电电位器主要由电阻体、光电导层和导电电极等组成。光电电位器的制作过程是：先在基体上沉积一层硫化镉或硒化镉的光导电层，然后在光导电层上再沉积一条电阻体和一条导电电极。在电阻体和导电电极之间留有一个狭窄的间隙。平时无光照时。电阻体和导电电极之间由

4、于光电导层阻值很大而呈绝缘状态。当光束照射部位和导电电极导通，于是光电电位器的输出端便有电压输出，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换为电压输出，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换为电压信号输出。1-光电导层；2-基体；3-薄膜电阻带；4-电刷窄光束；5-光电级2.1电位器式传感器—分类7按结构形式不同：按特性不同：线性电位器式传感器非线性电位器式传感器特征：骨架截面处处相等，由材料和截面均匀的电阻丝按等节距绕制。2.1电位器式传感器2.1.1

5、线性电位器电位器输出端接负载，其输出特性称为负载特性，不接负载或负载无穷大，输出特性称空载特性。2.1电位器式传感器9A、C全长为xmax，总电阻为Rmax；A、B长为x如果在A、C之间加上电压Umax,当电阻丝直径与材质一定时，则电阻R随导线长度l而变化。一、空载特性线性电位器的理想空载特性曲线应具有严格的线性关系。A、B间电阻Rx为：A、B间电压Ux为：2.1电位器式传感器10如果在电位器A、B两端加上电压Umax,则输出电压为：下图所示为电位器式角度传感器。电位器式角度传感器2.1电位器式传感器

6、对某一匝节距为t线圈来说，电阻变化量为：11骨架宽和高骨架宽和高2.1电位器式传感器电阻灵敏度：电压灵敏度：12结论：线性线绕电位器的电阻灵敏度和电压灵敏度除与电阻率ρ有关外,还与骨架尺寸h和b、导线横截面积A(导线直径d）、绕线节距t等结构参数有关;电压灵敏度还与通过电位器的电流I的大小有关。二、阶梯特性、阶梯误差、分辨率电刷在与一匝导线接触过程中，虽有小位移，但阻值无变化。当电刷离开这一匝，接触下一匝时，电阻突然增加，特性曲线出现阶跃。其阶跃值即视在分辨脉冲为132.1电位器式传感器2.1电位器式

7、传感器在移动过程中，会使得临近的两匝短路，电位器总匝数从n减小到(n-1)，总阻值的变化使得在视在分辨率之中还产生了次要分辨脉冲，即大的阶跃之中还有小的阶跃。大的阶跃为主要分辨脉冲小的阶跃为次要分辨脉冲142.1电位器式传感器视在脉冲为二者之和：例：一个电位器，总电压为10V，匝数为10，电刷从第5匝到第6匝过程中，计算电压的变化情况。15jj+12.1电位器式传感器16jj+12.1电位器式传感器17工程上常把实际阶梯曲线简化成理想阶梯曲线,如图2-5所示。2.5理想阶梯曲线2.1电位器式传感器18

8、电压分辨率:在电刷行程内,电位器输出电压阶梯的最大值与最大输出电压Umax之比的百分数2.5理想阶梯曲线2.1电位器式传感器19行程分辨率:在电刷行程内,能使电位器产生一个可测出变化的电刷最小行程与整个行程之比的百分数2.1电位器式传感器20从图中可见，在理想情况下，特性曲线每个阶梯的大小完全相同,，则通过每个阶梯中点的直线即是理论直线，阶梯曲线围绕它上下跳动，从而带来一定误差,这就是阶梯误差。2.1电位器式传感器21电位器的阶梯误差γj通常以理想阶梯特