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XX年XX月XX日
位移检测技术简介
Content (目录)
发展状况
分类
性能比较
位移传感器的发展状况
位移检测技术经过多年发展已经相当成熟, 各种位移传感器也出现在人们的视野里。位移传感器的发展经历了两个阶段, 经典位移传感器阶段和半导体位移传感器阶段。
20 世纪80 年代以前,人们以经典电磁学为理论基础,把不便于定量检测和处理的位移、位置、液位、尺寸、流量、速度、振动等物理量转换为易于定量检测、便于作信息传输与处理的电学量;近年来,位移传感器种类繁多,应用领域不断扩大,同时有越来越多的创新技术被运用到传感器中位移传感器技术已取得了突破性进展。

电位器位移传感器分绕线电位器和非绕线电位器2 种: 1)绕线电位器一般由电阻丝烧制在绝缘骨架上,由电刷引出与滑动点电阻对应的输入变化。电刷由待测量位移部分拖动,输出与位移成正比的电阻或电压的变化;
2)非线绕式电位器位移传感器是在绝缘基片上制成各种薄膜元件,如合成膜式、金属膜式、导电塑料和导电玻璃釉电位器等。

原理:当测量杆随试件产生位移时,弹性敏感元件在感受到测量杆变化而产生变形,并使附着其上的电阻应变计一起变形,其表面产生的应变与测量杆的位移成线性关系。
这种传感器具有线性好、分辨率较高、结构简单和使用方便等特点, 其位移测量范围较小, 通常在0 . 1 μ m- 之间, 测量精度小于2%,线性度为0 .1%-%。
构成:测量杆、弹性敏感元件、电阻应变计、补偿电阻
和外壳。
电阻应变式位移传感器
图1 一种电阻应变式直线位移传感器

图2 电容式位移传感器示意图
原理:电容传感器通过位移来改变电容两个极板之间的距离, 即将位移量转换成电容变化量进行测量的。
优点:功率小、阻抗高、动态特性好、可进行非接触测量等。
缺点:存在寄生电容和分布电容, 会影响测量精度, 且常用的变隙式电容传感器存在测量量程小, 存在非线性误差等缺点。

原理:利用传感器线圈的电感变化来检测位移变化
特点:
1)结构简单,工作可靠,寿命长,性能良好,适于恶
劣环境使用。
2)接触式测量;
3)频响不高,不适合高频测试
4)测量范围仅零点几毫米(测微仪)
5)线性度:%,%,%,%;
6)精确度:~,1nm
电感位移传感器
分类:自感式和互感式
1)自感式
构成:线圈、铁芯、衔铁
原理:
衔铁随被测量上下移动时,
磁路磁阻随之变化,引起线
圈电感量变化,然后由测量
电路转换成与位移成比例的
电量输出。
电感位移传感器
2)互感式
类似变压器,但开磁路,两个次级线圈以差分方式工作,又称差分变压器。