第二讲 位移传感器.ppt

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由NordriDesign提供

电阻体是由电阻系数很高的极细均匀导线,按照一定的规律整齐地绕在一个绝缘的骨架上制成的。在它与电刷相接触的部分,将导线表面的绝缘去掉,然后加以抛光,形成一个电刷可在其上滑动的接触道。电刷通常是由具有弹性的金属薄片或金属丝制成,其末端弯曲成弧形,利用电刷与电阻本身的弹性变形产生的弹性力,使电刷与电阻元件有一定的接触压力,以使两者在相对滑动过程中保持可靠的接触和导电。电位器常用的电阻丝材料为铜镍合金(铜60%、镍40%),电刷为磷青铜,骨架为陶瓷酚醛树脂等。
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电位器式传感器的转换原理
根据电工知识,我们很容易理解电位器的电压转换原理。电位器的位移→电压转换原理如图3-1(c)所示。设电阻体的长度为l,电阻值为R,两端所加(输入)电压为Ui,则滑动端输出电压为
(3-1)
式中,x为位移量。
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电位器式传感器的结构与类型
如图3-2所示,电位器由电阻元件、电刷、骨架等组成。其形式有直滑式和旋转式,旋转式有单圈和多圈两种。电刷由触头、臂、导向及轴承等装置组成;触头常用银、铂铱、铂铑等金属;电刷臂用磷青铜等弹性较好的材料;骨架常用陶瓷、酚醛树脂及工程塑料等绝缘材料。电阻元件有线绕电阻、薄膜电阻、导电塑料电阻、导电玻璃釉电阻等。
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图3-2电位器的原理图
(a)直滑式;(b)单圈旋转式;(c)多圈旋转式
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变阻器式传感器的性能参数:
1)线性(或曲线的一致性);4)移动或旋转角度范围;
2)分辨率;5)电阻温度系数;
3)整个电阻值的偏差;6)寿命;
变阻器式传感器的分类
按测量类型:
单圈电位器
多圈电位器
直线滑动式电位器
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一、线绕电位器式传感器
精密电位器
机械位移信号
电信号
转换元件
位移

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,因而能承受较高的温度,常被制成功率型电位器,~50W,阻值范围为100Ω~100kΩ。线绕电位器的突出优点是结构简单,使用方便;缺点是分辨率低,这是由于电阻丝是一匝一匝地绕在骨架上的,当接触电刷从这一匝移到另一匝时,阻值的变化呈阶梯式。
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1、线绕电位器的结构
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2、线绕电位器的输出特性
电阻灵敏度
电压灵敏度
线性电位器
(1)空载下
0
0
L
U
L
U
K
sc
V
=
=
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