電位器式傳感器

定義：電位器式傳感器是一種把機械的線位移

或角位移輸入量轉(zhuǎn)換為與它成一定函數(shù)關(guān)系的電阻或電壓輸出的傳感元件。電位器式傳感器一、電位器式傳感器概述

(1)結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小、重量輕、價格低廉且性能穩(wěn)定；

(2)受環(huán)境因素(如溫度、濕度、電磁場干擾等)影響??；

(3)可以實現(xiàn)輸出—輸入間任意函數(shù)關(guān)系；

(4)輸出信號大，一般不需放大；

(5)電刷與線圈或電阻膜之間摩擦，需要較大的輸入能量；

(6)分辨力較低；

(7)動態(tài)響應(yīng)較差，適合于緩慢量的測量。特點：分類：直線位移型、角位移型和非線性型電位器式傳感器的性能參數(shù):1)線性(或曲線的一致性);4)移動或旋轉(zhuǎn)角度范圍;2)分辨率;5)電阻溫度系數(shù);3)整個電阻值的偏差;6)壽命;電位器式傳感器的分類按測量類型：單圈電位器多圈電位器直線滑動式電位器按制作方式：線繞電位器導(dǎo)電塑料電位器普通塑料基底導(dǎo)電材料粉

當(dāng)被測量發(fā)生變化時，通過電刷觸點在電阻元件上產(chǎn)生移動，該觸點與電阻元件間的電阻值就會發(fā)生變化，即可實現(xiàn)位移(被測量)與電阻之間的線性轉(zhuǎn)換。1)線性電位器

工作原理：2)非線性電位器

輸入量位移和輸出電壓之間呈現(xiàn)某種函數(shù)規(guī)律的非線性變化，可以實現(xiàn)任意函數(shù)，常用的非線性電位器有變骨架式、變節(jié)距式、分路電阻式和電位給定式等四種。變骨架式非線性電位器

二、電位器的空載特性

設(shè)圖中電位器為線性型，L為變阻器總長；x為電刷移動量；R為總電阻；Rx為電刷電阻；Ei為電位器兩端電壓；Eo為輸出電壓。輸出電壓

上式表明，傳感器的空載特性是線性的。三、電位器的負(fù)載特性

電位器式傳感器的測量轉(zhuǎn)換電路，一般采用電阻分壓電路。圖中，L為變阻器總長；x為電刷移動量；負(fù)載電阻相當(dāng)于測量儀表的內(nèi)阻；Ei為電位器兩端電壓；Eo為輸出電壓。R——變阻器的總電阻；Rx——隨電刷位移x而變化的電阻值。設(shè)、則

對線性變化的變阻器，當(dāng)電刷相對行程為時，有

當(dāng)電位器兩端的電源電壓Ei不變時，輸出電壓Eo隨電刷相對行程的變化而變化，但不成線性關(guān)系。只有當(dāng)m→0，即RL>>R時，輸出電壓Eo才與x保持線性關(guān)系，即與電刷的位移成正比。

若選用標(biāo)稱電阻較小的電位器，則調(diào)節(jié)準(zhǔn)確度和穩(wěn)定性差，且可能通過的電流過大，發(fā)熱明顯，影響阻值的穩(wěn)定。實踐中一般在傳感器與負(fù)載回路之間用通用集成運放構(gòu)成電壓跟隨器來提高傳感器的負(fù)載電阻以上分析表明：

只有當(dāng)傳感器的負(fù)載電阻與電位器的最大電阻之比為無窮大時，傳感器的負(fù)載特性才是理想線性的，兩電阻之比越小，非線性越嚴(yán)重。應(yīng)用

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