典型电位器式传感器

位移传感器又称为线性传感器，它分为电感式位移传感器，电容式位移传感器，光电式位移传感器，位移传感器超声波式位移传感器，霍尔式位移传感器。

电感式位移传感器是一种属于金属感应的线性器件，接通电源后，在开关的感应面将产生一个交变磁场，当金属物体接近此感应面时，金属中则产生涡流而吸取了振荡器的能量，使振荡器输出幅度线性衰减，然后根据衰减量的变化来完成无接触检测物体的目的。

简介电感式位移传感器具有无滑动触点，工作时不受灰尘等非金属因素的影响，并且低功耗，长寿命，可使用在各种恶劣条件下。

位移传感器主要应用在自动化装备生产线对模拟量的智能控制。

光电式位移传感器利用激光三角反射法进行测量，对被测物体材质没有任何要求，主要影响为环境光强和被测面是否平整。

比如公路测量用到真尚有的激光位移传感器，就对传感器进行了特殊配置，与普通情况不一样。

位移是和物体的位置在运动过程中的移动有关的量，位移的测量方式所涉及的范围是相当广泛的。

小位移通常用应变式、电感式、差动变压器式、涡流式、霍尔传感器来检测，大的位移常用感应同步器、光栅、容栅、磁栅等传感技术来测量。

其中光栅传感器因具有易实现数字化、精度高（目前分辨率最高的可达到纳米级）、抗干扰能力强、没有人为读数误差、安装方便、使用可靠等优点，在机床加工、检测仪表等行业中得到日益广泛的应用。

原理计量光栅是利用光栅的莫尔条纹现象来测量位移的。

“莫尔”原出于法文Moire，意思是水波纹。

几百位移传感器年前法国丝绸工人发现，当两层薄丝绸叠在一起时，将产生水波纹状花样；如果薄绸子相对运动，则花样也跟着移动，这种奇怪的花纹就是莫尔条纹。

一般来说，只要是有一定周期的曲线簇重叠起来，便会产生莫尔条纹。

计量光栅在实际应用上有透射光栅和反射光栅两种；按其作用原理又可分为辐射光栅和相位光栅；按其用途可分为直线光栅和圆光栅。

下面以透射光栅为例加以讨论。

透射光栅尺上均匀地刻有平行的刻线即栅线，a为刻线宽，b为两刻线之间缝宽，W=a+b称为光栅栅距。

各类电力传感器的类型与工作原理电力传感器是一种用于测量和监测电力系统中各种参数的设备，它们可以测量电流、电压、功率、功率因素等重要参数，为电力系统的运行和维护提供了必要的数据支持。

根据其工作原理和用途，可以将电力传感器分为多种类型，包括电流传感器、电压传感器、功率传感器、功率因素传感器等。

本文将介绍各种电力传感器的类型、工作原理以及应用领域。

一、电流传感器电流传感器是用于测量电路中电流大小的传感器，根据其工作原理和测量方式的不同，可以分为电流变压器、霍尔传感器、电阻式电流传感器等。

1. 电流变压器电流变压器是一种通过电磁感应原理来测量电路中电流大小的传感器。

它是利用电流在导体中产生的磁场来实现测量的，一般由磁芯、一次绕组和二次绕组组成。

当电路中通过电流时，一次绕组产生的磁场会感应在二次绕组上，从而实现对电流大小的测量。

电流变压器具有测量范围广、精度高、响应速度快等优点，广泛应用于电力系统中的电流测量和保护。

2. 霍尔传感器霍尔传感器是一种利用霍尔效应来测量电路中电流大小的传感器。

当电流通过导体时，导体周围会形成磁场，而霍尔传感器可以感应到这种磁场的变化，并将其转换为对电流大小的测量值。

霍尔传感器具有结构简单、使用方便等优点，适用于对电流进行非接触式测量的场合。

3. 电阻式电流传感器电阻式电流传感器是一种利用电路中电流通过电阻产生的电压来实现测量的传感器。

它通常由一根电阻和电流变换电路组成，通过测量电阻两端的电压来计算电路中的电流值。

电阻式电流传感器具有价格低、体积小、可靠性高等优点，适用于对电流进行低成本测量的场合。

二、电压传感器电压传感器是用于测量电路中电压大小的传感器，根据其测量原理和结构不同，可以分为电位器式电压传感器、电容式电压传感器、电压变压器等。

1. 电位器式电压传感器电位器式电压传感器是一种利用电位器原理来测量电路中电压大小的传感器。

它通过调节电位器的位置来改变电路中的输出电压，从而实现对电压大小的测量。

电位器式传感器原理
电位器式传感器是一种常见的传感器技术，其原理基于电位器的工作原理。

电位器是由一个可调节的电阻器组成的，通过调节电位器的移动部分，可以改变电阻器的阻值。

当外部引入变量作用于电位器上时，移动部分的位置将发生改变，从而改变电阻器的阻值。

在电位器式传感器中，外部引入的变量可以是温度、压力、光强等物理量。

以温度传感器为例，传感器中的电阻器受到温度的影响，电阻值随着温度的变化而发生变化。

为了测量电位器的阻值变化，通常会将一个电压加到电位器的两端，并使用一个电压分压电路来测量电位器上的电压。

电压分压电路可以将电位器上的电压转换为与电位器阻值成比例的电压输出。

通过测量电位器上的电压输出，可以推导出外部引入变量的数值。

例如，在温度传感器中，通过校准和电阻值-温度曲线的
关系，可以得出温度的数值。

总结来说，电位器式传感器的原理是基于电位器的电阻值随外部引入变量的改变而变化，通过测量电位器上的电压输出来推导出外部变量的数值。

这种传感器原理广泛应用于测量和控制领域。

第2章电阻式传感器电阻式传感器的基本原理是将被测物理量的变化转换成电阻值的变化，再经相应的测量电路和装置显示或记录被测量值的变化。

按其工作原理可分为电位器式、应变式和固态压阻式传感器三种。

2.1电位器式传感器电位器是一种人们熟知的机电元件，广泛用于各种电气和电子设备中。

在仪表与传感器中，它主要是作为一种把机械位移输入转换为与它成一定函数关系的电阻或电压输出的传感元件来使用的。

利用电位器作为传感元件可制成各种电位器式传感器，用以测定线位移或角位移，以及一切可能转换为位移的其他被测物理量参数，如压力、加速度等。

此外，在伺服式仪表中，它还可用作反馈元件及解算元件，制成各种伺服式仪表。

电位器的优点是结构简单、尺寸小、重量轻、输出特性精度高(可达0.1%或更高)且稳定性好，可以实现线性及任意函数特性；受环境因素(温度、湿度、电磁干涉、放射性)影响较小；输出信号较大，一般不需放大。

因此，它是最早获得工业应用的传感器之一。

伹它也存在一些缺点，主要是存在摩擦和磨损。

由于有摩擦，因而要求敏感元件有较大的输出功率，否则会降低传感器的精度，又由于有滑动触点及磨损，则使电位器的可靠性和寿命受到影响。

另外线绕电位器分辨力较低也是一个主要缺点。

目前电位器围绕着减小或消除摩擦、提高使用寿命和可靠性、提高精度和分辨力等而不断得到发展。

目前电位器虽然在不少应用场合已被更可靠的无接触式的传感元件所代替，但其某些独特的性能仍然不能被完全取代，在同类传感元件中仍然占有一定的地位。

电位器的种类极其繁多。

按其结构形式不同，可分为绕线式、薄膜式、光电式、磁敏式等。

在绕线电位器中，又可分为单圈式和多圈式两种。

按其特性曲线不同，还可分为线性电位器和非线性(函数)电位器两种。

如图2-1所示为常用电位器式传感器。

图2-1 电位器传感器2.1.1线性电位器1. 电位器的理想特性、灵敏度图 2-2所示为电位器式位移传感器原理图。

如果把它作为变阻器使用，且假定全长为max x 的电位器其总电阻为max R ，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 到滑臂间的阻值为max max x xR R x =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max U ，则输出电压为max max x xU U x =图2-3所示为电位器式角度传感器。

常见的25种传感器类型介绍“蓝⾊字”传感器的作⽤实际上是⼀种功能块，其作⽤是将来⾃外界的各种信号转换成电信号。

例如，⽇常⽣活中使⽤的话筒，⼿机中的麦克风，它将声⾳转换成电信号，然后放⼤到最佳范围。

然后，在扬声器的o / p处将电信号变成⾳频信号。

如今传感器所检测的信号近来显著地增加，因⽽其品种也极其繁多。

今天我们来看看传感器的种类吧：1.电阻式传感器电阻式传感器是将被测量，如位移、形变、⼒、加速度、湿度、温度等这些物理量转换式成电阻值这样的⼀种器件。

主要有电阻应变式、压阻式、热电阻、热敏、⽓敏、湿敏等电阻式传感器件。

2.变频功率传感器变频功率传感器通过对输⼊的电压、电流信号进⾏交流采样，再将采样值通过电缆、光纤等传输系统与数字量输⼊⼆次仪表相连，数字量输⼊⼆次仪表对电压、电流的采样值进⾏运算，可以获取电压有效值、电流有效值、基波电压、基波电流、谐波电压、谐波电流、有功功率、基波功率、谐波功率等参数。

3.称重传感器称重传感器是⼀种能够将重⼒转变为电信号的⼒→电转换装置，是电⼦衡器的⼀个关键部件。

能够实现⼒→电转换的传感器有多种，常见的有电阻应变式、电磁⼒式和电容式等。

电磁⼒式主要⽤于电⼦天平，电容式⽤于部分电⼦吊秤，⽽绝⼤多数衡器产品所⽤的还是电阻应变式称重传感器。

电阻应变式称重传感器结构较简单，准确度⾼，适⽤⾯⼴，且能够在相对⽐较差的环境下使⽤。

因此电阻应变式称重传感器在衡器中得到了⼴泛地运⽤。

4.电阻应变式传感器传感器中的电阻应变⽚具有⾦属的应变效应，即在外⼒作⽤下产⽣机械形变，从⽽使电阻值随之发⽣相应的变化。

电阻应变⽚主要有⾦属和半导体两类，⾦属应变⽚有⾦属丝式、箔式、薄膜式之分。

半导体应变⽚具有灵敏度⾼(通常是丝式、箔式的⼏⼗倍)、横向效应⼩等优点。

5.压阻式压阻式传感器是根据半导体材料的压阻效应在半导体材料的基⽚上经扩散电阻⽽制成的器件。

其基⽚可直接作为测量传感元件，扩散电阻在基⽚内接成电桥形式。