電位計式位移傳感器原理與應(yīng)用簡介

1、線繞電位器式傳感器

線繞電位器的電阻體由電阻絲纏繞在絕緣物上構(gòu)成，電阻絲的種類很多，電阻絲的材料是根據(jù)電位器的結(jié)構(gòu)、容納電阻絲的空間、電阻值和溫度系數(shù)來選擇的。電阻絲越細，在給定空間內(nèi)越獲得較大的電阻值和分辨率。但電阻絲太細，在使用過程中容易斷開，影響傳感器的壽命。

2、非線繞電位器式傳感器

為了克服線繞電位器存在的缺點，人們在電阻的材料及制造工藝上下了很多工夫，發(fā)展了各種非線繞電位器。

（1）合成膜電位器

合成膜電位器的電阻體是用具有某一電阻值的懸浮液噴涂在絕緣骨架上形成電阻膜而成的，這種電位器的優(yōu)點是分辨率較高、阻范圍很寬（100—4.7MΩ），耐磨性較好、工藝簡單、成本低、輸入—輸出信號的線性度較好等，其主要缺點是接觸電阻大、功率不夠大、容易吸潮、噪聲較大等。

（2）金屬膜電位器

金屬膜電位器由合金、金屬或金屬氧化物等材料通過真空濺射或電鍍方法，沉積在瓷基體上一層薄膜制成。

金屬膜電位器具有無限的分辨率，接觸電阻很小，耐熱性好，它的滿負(fù)荷溫度可達70℃。與線繞電位器相比，它的分布電容和分布電感很小，所以特別適合在高頻條件下使用。它的噪聲信號僅高于線繞電位器。金屬膜電位器的缺點是耐磨性較差，阻值范圍窄，一般在10—100kΩ之間。由于這些缺點限制了它的使用。

（3）導(dǎo)電塑料電位器

導(dǎo)電塑料電位器又稱為有機實心電位器，這種電位器的電阻體是由塑料粉及導(dǎo)電材料的粉料經(jīng)塑壓而成。導(dǎo)電塑料電位器的耐磨性好，使用壽命長，允許電刷接觸壓力很大，因此它在振動、沖擊等惡劣的環(huán)境下仍能可靠地工作。此外，它的分辨率較高，線性度較好，阻值范圍大，能承受較大的功率。導(dǎo)電塑料電位器的缺點是阻值易受溫度和濕度的影響，故精度不易做得很高。

（4）導(dǎo)電玻璃釉電位器

導(dǎo)電玻璃釉電位器又稱為金屬陶瓷電位器，它是以合金、金屬化合物或難溶化合物等為導(dǎo)電材料，以玻璃釉為粘合劑，經(jīng)混合燒結(jié)在玻璃基體上制成的。導(dǎo)電玻璃釉電位器的耐高溫性好，耐磨性好，有較寬的阻值范圍，電阻溫度系數(shù)小且抗?jié)裥詮?。?dǎo)電玻璃釉電位器的缺點是接觸電阻變化大，噪聲大，不易保證測量的高精度。

3、光電電位器式傳感器

光電電位器是一種非接觸式電位器，它用光束代替電刷。光電電位器主要是由電阻體、光電導(dǎo)層和導(dǎo)電電極組成。光電電位器的制作過程是先在基體上沉積一層硫化鎘或硒化鎘的光電導(dǎo)層，然后在光電導(dǎo)層上再沉積一條電阻體和一條導(dǎo)電電極。在電阻體和導(dǎo)電電極之間留有一個窄的間隙。平時無光照時，電阻體和導(dǎo)電電極之間由于光電導(dǎo)層電阻很大而呈現(xiàn)絕緣狀態(tài)。當(dāng)光束照射在電阻體和導(dǎo)電電極的間隙上時，由于光電導(dǎo)層被照射部位的亮電阻很小，使電阻體被照射部位和導(dǎo)電電極導(dǎo)通，于是光電電位器的輸出端就有電壓輸出，輸出電壓的大小與光束位移照射到的位置有關(guān)，從而實現(xiàn)了將光束位移轉(zhuǎn)換為電壓信號輸出。