项目二 电位器位移传感器

直线型电位器式位移传感器工作原理一、概述直线型电位器式位移传感器是一种常用的测量设备，它能够测量物体的线性位移，广泛应用于机械、航空、航天、军事等领域。

本文将从原理入手，详细介绍直线型电位器式位移传感器的工作原理。

二、直线型电位器式位移传感器的组成直线型电位器式位移传感器主要由以下几个部分组成：1. 电阻器：由一根细长的金属丝或薄膜制成，其两端固定在传感器的两端；2. 滑动触头：与电阻器相连，可沿着电阻器的长度方向滑动；3. 弹簧：连接滑动触头和被测物体，使滑动触头与被测物体保持接触；4. 外壳：包裹着上述部件，起到保护作用。

三、工作原理当被测物体发生位移时，弹簧会将滑动触头带动向相应方向运动。

滑动触头与电阻器之间存在接触面积，当滑动触头发生运动时，接触面积也会发生变化。

由于电阻器的电阻是均匀的，因此接触面积的变化会导致电阻值发生变化。

这样，我们就可以通过测量电阻值的变化来得知被测物体的位移。

四、特点与优势1. 精度高：直线型电位器式位移传感器具有高精度、高灵敏度和稳定性好等特点；2. 测量范围广：可测量范围广，可适用于不同类型的被测物体；3. 结构简单：结构简单，易于制造和维护；4. 使用方便：使用方便，可实现自动化控制。

五、应用领域直线型电位器式位移传感器广泛应用于机械、航空、航天、军事等领域。

例如，在机械加工中，可以利用该传感器进行自动控制；在飞行器中，可以利用该传感器进行姿态控制和导航系统；在军事领域中，则可以利用该传感器进行武器瞄准等。

六、总结本文详细介绍了直线型电位器式位移传感器的工作原理及其组成部分，并分析了其特点与优势，最后介绍了其应用领域。

该传感器具有测量精度高、测量范围广等优点，广泛应用于各个领域。

1、电位器式位移传感器它通过电位器元件将机械位移转换成与之成线性或任意函数关系的电阻或电压输出。

普通直线电位器和圆形电位器都可分别用作直线位移和角位移传感器。

但是，为实现测量位移目的而设计的电位器，要求在位移变化和电阻变化之间有一个确定关系。

位器式位移传感器的可动电刷与被测物体相连。

物体的位移引起电位器移动端的电阻变化。

阻值的变化量反映了位移的量值，阻值的增加还是减小则表明了位移的方向。

通常在电位器上通以电源电压，以把电阻变化转换为电压输出。

线绕式电位器由于其电刷移动时电阻以匝电阻为阶梯而变化，其输出特性亦呈阶梯形。

如果这种位移传感器在伺服系统中用作位移反馈元件，则过大的阶跃电压会引起系统振荡。

因此在电位器的制作中应尽量减小每匝的电阻值。

电位器式传感器的另一个主要缺点是易磨损。

它的优点是：结构简单，输出信号大，使用方便，价格低廉。

2、霍尔式位移传感器它的测量原理是保持霍耳元件（见半导体磁敏元件）的激励电流不变，并使其在一个梯度均匀的磁场中移动，则所移动的位移正比于输出的霍耳电势。

磁场梯度越大，灵敏度越高;梯度变化越均匀，霍耳电势与位移的关系越接近于线性。

是三种产生梯度磁场的磁系统：a系统的线性范围窄，位移z=0时，霍耳电势≠0;b 系统当z《2毫米时具有良好的线性，z=0时，霍耳电势=0;c系统的灵敏度高，测量范围小于1毫米。

图中n、s分别表示正、负磁极。

霍耳式位移传感器的惯性小、频响高、工作可靠、寿命长，因此常用于将各种非电量转换成位移后再进行测量的场合。

3、光电式位移传感器它根据被测对象阻挡光通量的多少来测量对象的位移或几何尺寸。

特点是属于非接触式测量，并可进行连续测量。

光电式位移传感器常用于连续测量线材直径或在带材边缘位置控制系统中用作边缘位置传感器。

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传感器及应用教案
教案
在允许误差范围内，传感器能测量的下限值（
1)端基拟合直线由传感器校准数据的零点输出平均值和满量程
平均值连成的一直线。

2）独立拟合直线方程用最小二乘法求得
（2）迟滞传感器在正、反行程期间，输入、输出曲线不重合的
现象。

数值是百分比，用
H
γ表示。

（3）重复性传感器输入量按同一方向作多次测量时，输出特性
不一致的程度。

属于随机误差，记作
K
γ，σ为标准误差，
im
∆为
最大误差
(23)
100%
K
F S
y
σ
γ
⋅
=±⨯；
2
1
1
n
im
i
n
σ=
∆
=
-
∑
(4)零漂和温漂
任务二传感器的动态特性
当输入量（X）随时间变化时（如加速度、振动），讨论传感器
的动态特性，输入输出关系称动态特性。

三、课堂热身
这堂课学习了传感器的基本特性的知识，要求重点掌握并理解传
感器的静态特性。

四、拓展延伸
1.作业布置：
课后习题1-5
2.预习传感器的测量误差与准确度及传感器中的敏感元件。

学生认真
听讲并做
好笔记
学生在教
师的引导
下回顾
30
13
2
教案
教案
教案
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教案。

电位器式位移传感器，位移传感器它通过电位器元件将机械位移转换成与之成线性或任意函数关系的电阻或电压输出。

普通直线电位器和圆形电位器都可分别用作直线位移和角位移传感器。

但是，为实现测量位移目的而设计的电位器，要求在位移变化和电阻变化之间有一个确定关系。

电位器式位移传感器的可动电刷与被测物体相连。

下面笔者来跟大家讲一下位移传感器的工作原理都有哪些由于作为确定位置的活动磁环和敏感元件并无直接接触，位移传感器因此传感器可应用在极恶劣的工业环境中，不易受油渍、溶液、尘埃或其它污染的影响，IP防护等级在IP67以上。

此外，传感器采用了高科技材料和先进的电子处理技术，因而它能应用在高温、高压和高振荡的环境中。

传感器输出信号为绝对位移值，即使电源中断、重接，数据也不会丢失，更无须重新归零。

由于敏感元件是非接触的，就算不断重复检测，也不会对传感器造成任何磨损，可以大大地提高检测的可靠性和使用寿命。

磁致伸缩位移传感器，是利用磁致伸缩原理、通过两个不同磁场相交产生一个应变脉冲信号来准确地测量位置的。

测量元件是一根波导管，波导管内的敏感元件由特殊的磁致伸缩材料制成的。

测量过程是由传感器的电子室内产生电流脉冲，该电流脉冲在波导管内传输，从而在波导管外产生一个圆周磁场，当该磁场和套在波导管上作为位置变化的活动磁环产生的磁场相交时，由于磁致伸缩的作用，波导管内会产生一个应变机械波脉冲信号，这个应变机械波脉冲信号以固定的声音速度传输，并很快被电子室所检测到。

磁致伸缩位移传感器是根据磁致伸缩原理制造的高精度、长行程绝对位置测量的位移传感器。

它采用非接触的测量方式，由于测量用的活动磁环和传感器自身并无直接接触，不至于被摩擦、磨损，因而其使用寿命长、环境适应能力强，可靠性高，安全性好，便于系统自动化工作，即使在恶劣的工业环境下，也能正常工作。

此外，它还能承受高温、高压和强振动，现已被广泛应用于机械位移的测量、控制中。

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绕线式电位器位移传感器的工作原理绕线式电位器位移传感器是一种常见的位移传感器，其工作原理基于电位器的原理。

电位器是一种电阻器，由两个电极和一个可调节的滑动电阻组成。

当滑动电阻沿着电极移动时，电阻值会发生变化。

绕线式电位器位移传感器利用这一原理，将滑动电阻替换为绕线电阻，从而实现对位移的测量。

绕线式电位器位移传感器通常由两个部分组成：固定电阻和滑动电阻。

固定电阻是由一根绕有导电线的细长电阻体组成，通常被固定在测量对象的固定部分上。

滑动电阻则是由一根绕有导电线的细长电阻体和一个滑动触头组成，通常被安装在测量对象的移动部分上。

当测量对象发生位移时，滑动触头会沿着绕有导电线的细长电阻体移动，从而改变电阻值。

绕线式电位器位移传感器的测量精度取决于绕线电阻的精度和滑动触头的精度。

通常情况下，绕线电阻的精度可以达到0.1%左右，而滑动触头的精度则取决于其制造工艺和材料。

为了提高测量精度，一些绕线式电位器位移传感器还采用了数字信号处理技术，通过对电阻值进行数字化处理，从而实现更高的测量精度和稳定性。

绕线式电位器位移传感器具有测量范围广、测量精度高、响应速度快等优点，广泛应用于机械制造、航空航天、汽车工业等领域。

例如，在机械制造领域，绕线式电位器位移传感器可以用于测量机床的刀具位置、工件位置等；在航空航天领域，绕线式电位器位移传感器可以用于测量飞机的襟翼、方向舵等部件的位移；在汽车工业领域，绕线式电位器位移传感器可以用于测量汽车的悬挂系统、转向系统等部件的位移。

总之，绕线式电位器位移传感器是一种常见的位移传感器，其工作原理基于电位器的原理，通过测量绕线电阻的电阻值变化来实现对位移的测量。

该传感器具有测量范围广、测量精度高、响应速度快等优点，广泛应用于机械制造、航空航天、汽车工业等领域。

位移传感器的工作原理一、引言位移传感器是一种用于测量物体位置或位移的设备，广泛应用于工业自动化、机械制造、航空航天等领域。

本文将详细介绍位移传感器的工作原理及其应用。

二、工作原理位移传感器的工作原理基于不同的物理原理，常见的包括电阻、电容、电感、光学、超声波等。

1. 电阻位移传感器电阻位移传感器利用电阻值的变化来测量位移。

常见的电阻位移传感器包括电阻式位移传感器和电位器。

电阻式位移传感器通过测量电阻值的变化来确定位移大小。

电位器则利用滑动触点在固定电阻器上的位置变化来测量位移。

2. 电容位移传感器电容位移传感器利用电容值的变化来测量位移。

它由两个电极组成，当位移发生时，电极之间的电容值会发生变化，通过测量电容值的变化来确定位移大小。

3. 电感位移传感器电感位移传感器利用电感值的变化来测量位移。

当位移发生时，线圈中的电感值会发生变化，通过测量电感值的变化来确定位移大小。

4. 光学位移传感器光学位移传感器利用光的原理来测量位移。

它通过发射一束光束，并通过接收器接收反射回来的光来确定位移大小。

5. 超声波位移传感器超声波位移传感器利用超声波的原理来测量位移。

它通过发射超声波并接收回波来确定位移大小。

三、应用领域位移传感器在各个领域都有广泛的应用。

1. 工业自动化位移传感器在工业自动化中用于测量机器人的位置、物体的位移等。

它可以帮助机器人实现精确的定位和控制，提高生产效率。

2. 机械制造位移传感器在机械制造中用于测量机械设备的位移、位置等。

它可以帮助监测机械设备的运行状态，及时发现故障并采取相应的措施。

3. 航空航天位移传感器在航空航天领域用于测量飞机、火箭等的位置和姿态。

它可以帮助飞行员或航天员实时监测飞行器的状态，确保飞行安全。

4. 汽车制造位移传感器在汽车制造中用于测量汽车零部件的位移和位置。

它可以帮助汽车制造商监测汽车的运行状态，改善车辆性能。

5. 医疗设备位移传感器在医疗设备中用于测量患者的位移和位置。

试简述电位器式位移传感器的工作原理电位器式位移传感器是一种常见的测量设备，用于测量目标物体的位移或位置。

其工作原理基于电位器的电阻变化与位移的线性关系。

电位器是一种由导电材料制成的电阻器，通常由一个固定电阻和一个滑动电阻组成。

固定电阻通常被固定在传感器的外壳上，而滑动电阻则通过与目标物体相连的机械结构进行位移。

当目标物体发生位移时，滑动电阻也会随之移动，从而改变电位器的电阻值。

在电位器式位移传感器中，通常会将电位器连接到一个电路中，以测量电阻的变化。

这个电路通常由一个电源和一个测量电压的电压表组成。

当电位器的滑动电阻移动时，电路中的电阻值也会相应地改变，进而导致电压表的读数发生变化。

根据电位器的特性，当滑动电阻靠近固定电阻时，电路中的总电阻值会减小，从而导致电压表读数增加。

反之，当滑动电阻远离固定电阻时，电路中的总电阻值会增加，电压表读数则会减小。

通过测量电压表的读数，可以确定滑动电阻所处的位置，进而推算出目标物体的位移。

值得注意的是，电位器式位移传感器的输出信号是模拟信号，通常是一个连续变化的电压值。

为了更好地利用这个信号，通常需要将其转换为数字信号，以便于处理和分析。

这可以通过使用模数转换器（ADC）来实现，将模拟信号转换为数字信号。

电位器式位移传感器具有简单、可靠、成本低等优点，广泛应用于工业自动化、机器人、汽车、航空航天等领域。

然而，由于滑动电阻与目标物体的物理接触，传感器的寿命和精度可能会受到一定程度的影响。

因此，在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的传感器型号，并进行适当的维护和校准，以确保传感器的准确性和可靠性。

电位器式位移传感器是一种基于电位器电阻变化与位移的线性关系来测量目标物体位移的传感器。

通过测量电阻值的变化，可以确定目标物体的位移，并将其转换为模拟信号输出。

该传感器具有简单可靠、成本低等优点，被广泛应用于各个领域。

然而，需要注意传感器的寿命和精度问题，以确保其准确性和可靠性。

绕线式电位器位移传感器的工作原理一、引言绕线式电位器位移传感器是一种常见的传感器设备，用于测量被测对象的位移。

本文将详细介绍绕线式电位器位移传感器的工作原理及其应用。

1.1 原理概述绕线式电位器位移传感器是利用电阻值与位移之间的线性关系来实现测量的。

其基本原理是通过测量电阻器的绕线长度来获得位移信息，然后转换成相应的电信号输出。

二、绕线式电位器位移传感器的结构2.1 传感器的外观绕线式电位器位移传感器通常由外壳、滑动片、绕线及输出引线等组成。

传感器的外壳一般选用金属材料制成，具有较好的机械强度和稳定性。

滑动片是绕线式电位器位移传感器的核心部件，它和绕线相连，在位移时滑动片也会相应滑动。

绕线是采用高粘度的绕线电阻材料制成，能满足所需的电阻范围和精度要求。

输出引线将传感器的测量信号传递给其他设备或系统进行处理。

2.2 传感器的工作原理绕线式电位器位移传感器的工作原理是基于电阻值与位移之间的线性关系，在传感器内部，绕线的电阻值会随着滑动片的位移而发生改变。

当滑动片位于绕线的起始位置时，电阻值为最小值；而当滑动片位于绕线的末尾位置时，电阻值为最大值。

通过测量电阻值的变化，就可以得知滑动片的相对位移。

绕线式电位器位移传感器中，滑动片与传感器外壳之间的电阻值具有一定的变化规律，一般情况下，电阻值与位移之间呈线性关系。

这种线性关系通常可以用一个线性方程表示，例如：R = a × x + b其中，R代表电阻值，x代表滑动片的位移量，a和b为常数，代表了电阻值与位移之间的线性关系。

2.3 传感器的特点绕线式电位器位移传感器具有以下特点：•高精度：传感器内部的绕线及滑动片设计合理，能够实现较高的测量精度。

•高可靠性：传感器采用优质的材料及工艺，具有较高的抗干扰能力和稳定性。

•线性输出：传感器的输出信号与位移量之间具有线性关系，便于后续处理和分析。

•适应性强：传感器的结构简单灵活，适应各种工作环境和要求。

三、绕线式电位器位移传感器的应用3.1 工业自动化领域绕线式电位器位移传感器广泛应用于工业自动化领域，用于测量和控制各种机械设备的位移。

位移传感器的工作原理一、引言位移传感器是一种用于测量物体位移的设备，广泛应用于工业自动化、机械制造、航空航天等领域。

本文将详细介绍位移传感器的工作原理，包括原理概述、传感器类型、工作原理及应用等方面的内容。

二、原理概述位移传感器是通过测量物体的位移来获取相关信息的装置。

它能够将物体的位移转化为电信号，进而实现对位移的测量和控制。

位移传感器通常由传感器本体和信号处理电路两部分组成。

传感器本体负责感知物体的位移，将其转化为电信号；信号处理电路则负责对电信号进行放大、滤波和转换等处理，以便提供准确的测量结果。

三、传感器类型1. 电阻式位移传感器：电阻式位移传感器是一种常见的位移测量装置。

它利用电阻的变化来测量物体的位移。

常见的电阻式位移传感器有电位器、电阻片和应变片等。

其中，电位器是最常用的一种电阻式位移传感器，它通过测量电位器的电阻值变化来获得物体的位移信息。

2. 容量式位移传感器：容量式位移传感器是利用电容的变化来测量位移的装置。

它通过改变电容器的电容值来感知物体的位移。

容量式位移传感器具有高精度、快速响应和抗干扰能力强等优点，广泛应用于精密测量领域。

3. 光电式位移传感器：光电式位移传感器利用光电效应来测量物体的位移。

它通过光电传感器和光源组成的光电开关来感知物体的位移。

光电式位移传感器具有非接触式测量、高精度和快速响应等特点，适用于一些特殊环境下的位移测量。

四、工作原理1. 电阻式位移传感器工作原理：以电位器为例，电位器是由一个固定电阻和一个活动电阻组成。

当物体发生位移时，活动电阻的位置也会发生变化，从而导致电位器的电阻值发生变化。

通过测量电位器的电阻值，可以获得物体的位移信息。

2. 容量式位移传感器工作原理：以平行板电容器为例，平行板电容器的电容值与平行板间的距离成反比。

当物体发生位移时，平行板电容器的平行板间距离也会发生变化，从而导致电容值发生变化。

通过测量电容值的变化，可以获取物体的位移信息。

电位器传感器电位器传感器，或称为电阻器传感器，是一种基于电阻值变化来检测物理量变化的传感器。

它由一个导电材料制成的可变电阻器组成，当物理量发生变化时，导致电位器内部电阻值的变化，从而产生电压或电流的变化。

因为电位器传感器具有响应速度快、精度高、可靠性强、体积小等优点，因此在机械、电子、仪器仪表等领域中得到广泛应用。

一、电位器传感器的原理电位器传感器的原理是利用导电材料在物理量作用下产生的电阻值变化来检测物理量的变化。

普通的电位器由一根电阻丝和一组固定电极组成。

当电位器转动时，电阻丝的长度发生变化，从而产生电阻值的变化。

电位器传感器使用的电阻丝通常是由导电性和延展性较好的金属丝或碳丝制成。

当它受到物理量（如温度、湿度、压力、角度等）的作用时，其电阻值随着变化。

如果将电位器连接到电路中作为测量电路的一部分，当物理量发生变化时，电路中的电压或电流也会发生相应的变化。

二、电位器传感器的分类根据电位器传感器的工作原理和测量物理量的种类，它可以分为以下几类：1. 基于线性运动的电位器传感器：例如测量长度、位移或压力的电位器传感器。

2. 基于角度运动的电位器传感器：例如测量角度、位置或旋转角度的电位器传感器。

3. 基于温度的电位器传感器：例如NTC热敏电阻和PTC热敏电阻等，根据温度的变化改变电阻值来测量温度。

4. 基于湿度的电位器传感器：例如用聚合物作为感湿材料的电位器传感器，通过测量材料电阻值的变化来检测湿度。

5. 基于压力的电位器传感器：例如用金属箔作为感应材料的电位器传感器，测量变形时的电阻值变化来检测压力。

三、电位器传感器的应用1. 汽车工业：例如在汽车油门踏板中使用电位器传感器来测量加速踏板的位置和行程。

2. 机械工业：例如在数控机床中使用电位器传感器来测量机床的加工范围和机床的位置。

3. 电子工业：例如在数码游戏手柄中使用电位器传感器来控制游戏人物的运动方向和速度。

4. 医疗保健：例如在心脏起搏器中使用电位器传感器来测量心脏跳动的速率和节律。

位移传感器的工作原理一、引言位移传感器是一种用于测量物体位置或移动的设备，广泛应用于工业自动化、机器人技术、汽车工程等领域。

本文将详细介绍位移传感器的工作原理。

二、工作原理位移传感器的工作原理基于不同的物理原理，常见的工作原理包括电阻式、电感式、电容式和光电式等。

1. 电阻式位移传感器电阻式位移传感器利用电阻值随位移变化的特性来测量位移。

一种常见的电阻式位移传感器是电位器。

电位器由一个可转动的电阻器和一个滑动电极组成。

当滑动电极沿电阻器移动时，电阻值会发生变化。

通过测量电阻值的变化，可以确定位移的大小。

2. 电感式位移传感器电感式位移传感器利用电感值随位移变化的特性来测量位移。

一种常见的电感式位移传感器是线性变压器。

线性变压器由一个主线圈和一个副线圈组成，主线圈上通以交流电源，副线圈测量输出电压。

当物体位移时，副线圈中的感应电动势会发生变化，通过测量输出电压的变化，可以确定位移的大小。

3. 电容式位移传感器电容式位移传感器利用电容值随位移变化的特性来测量位移。

一种常见的电容式位移传感器是平行板电容器。

平行板电容器由两个平行的金属板和一个绝缘材料组成。

当物体位移时，两个金属板之间的距离会发生变化，从而导致电容值的变化。

通过测量电容值的变化，可以确定位移的大小。

4. 光电式位移传感器光电式位移传感器利用光电效应来测量位移。

一种常见的光电式位移传感器是光电编码器。

光电编码器由一个光源和一个光敏元件组成。

光源发出光线，光线照射到光敏元件上，当物体位移时，光敏元件接收到的光线强度会发生变化。

通过测量光线强度的变化，可以确定位移的大小。

三、应用领域位移传感器在工业自动化、机器人技术、汽车工程等领域有着广泛的应用。

1. 工业自动化位移传感器可用于测量机械设备的位置和移动，实现自动化控制。

例如，在生产线上，位移传感器可以用来控制机械臂的位置，实现精确的操作。

2. 机器人技术位移传感器在机器人技术中起着关键作用。

知识点电位器式位移传感器的工作原理一．教学目的：了解电位器位移传感器的根本结构和根本原理，能够熟练的掌握电位器式位移传感器的工作原理及其特点。

学习其中的应用。

二．教学重点和难点：〔1〕掌握电位器位移传感器的优缺点〔2〕根据输入输出特性不同分类三、教学过程设计：1知识点说明电位器一种常见的机电元件，广泛应用于各种电气设备和电子设备中。

电位器传感器就是将机械位移通过电位器转换为与之成一定函数关系的电阻或电压输出的传感器2.知识点内容〔1〕电位器式传感器的含义以及根本信息〔2〕电位器式传感器的类型结构〔3〕电位器式传感器的工作原理〔4〕小结3知识点讲解〔1〕认识电位器:是一种机电转换元件,由电阻元件,骨架及电刷组成〔2〕工作原理：通过电位器元件将机械位移转换成与之成线性或任意函数关系的电阻或电压输出。

〔3〕优点：结构简单,尺寸小,重量轻,价格便宣,输出信号大,受环境影响小。

〔4〕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。

〔5〕分类：根据输入输出特性不同分类:线性电位器和非线性电位器;结分类是线绕式、薄膜式、光电式等。

四、课后作业或思考题1霍尔位移传感器属于〔B〕A电阻式传感器B电感式传感器C磁电式传感器D压电式传感器2以下属于按传感器的工作原理进行分类的传感器是〔B〕A应变式传感器B化学式传感器C压电式传感器D热电式传感器3不能直接用于直线位移测量的传感器是〔C〕A长光栅B长磁栅C角编码器4电位器式位移传感器的特点有哪些？电位器式位移传感器的特点：是结构简单，价格低廉，输出信号大5常用电位器式传感器有那些？直线位移型、角位移型、非线性型五、本节小结了解电位器位移传感器的根本结构和根本原理，能够熟练的掌握电位器式位移传感器的工作原理及其特点。

学习其中的应用。

电位式传感器结构简单、线性和稳定性较好，与相应的测量电路可组成测力、测压、称重、测位移、测加速度、测扭矩、测温度等检测系统，已成为生产过程检测及实现生产自动化不可缺少的手段之一。