第9章 电位器式传感器.ppt

文档介绍：第9章电位器式传感器
线性电位器
非线性电位器
负载特性与负载误差
电位器式传感器
概述
电位器是一种机电转换元件,可将位移转换成电阻或电压输出。
优点:结构简单,尺寸小,重量轻,价格便宜,输出信号大,受环境影响小。
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。
是德国ALTMANN专业位移传感器制造商提供的导电塑料角度传感器。
线性电位器
电位器接负载,此时的输出特性为负载特性,不接负载或负载无穷大,输出特性称空载特性。
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。。如果把它作为变阻器使用,假定全长为xmax的电位器其总电阻为Rmax,电阻沿长度的分布是均匀的,则当滑臂由A向B移动x后,A点到电刷间的阻值为
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电位器式位移传感器原理图
若把它作为分压器使用,且假定加在电位器A、B之间的电压为Umax,则输出电压为
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。作变阻器使用,
则电阻与角度的关系为
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作为分压器使用,则有
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结论:线性线绕电位器理想的输出、输入关系遵循上述四个公式。
电位器式角度传感器原理图
,因为
其灵敏度应为
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骨架宽、高
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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。
线性线绕电位器示意图
阶梯特性、阶梯误差和分辨率
。电刷在电位器的线圈上移动时,线圈一圈一圈的变化,因此,电位器阻值随电刷移动不是连续地改变,导线与一匝接触的过程中,虽有微小位移,但电阻值并无变化,因而输出电压也不改变,在输出特性曲线上对应地出现平直段;当电刷离开这一匝而与下一匝接触时,电阻突然增加一匝阻值,因此特性曲线相应出现阶跃段。这样,电刷每移过一匝,输出电压便阶跃一次,共产生n个电压阶梯,其阶跃值亦即名义分辨率为
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