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位移傳感器的原理

位移傳感器又稱為線性傳感器，位移是和物體的位置在運動過程中的移動有關的量，位移的測量方式所涉及的范圍是相當廣泛的。小位移通常用應變式、電感式、差動變壓器式、渦流式、霍爾傳感器來檢測，大的位移常用感應同步器、光柵、容柵、磁柵等傳感技術來測量。其中光柵傳感器因具有易實現數字化、精度高(目前分辨率最高的可達到納米級)、抗干擾能力強、沒有人為讀數誤差、安裝方便、使用可靠等優點，在機床加工、檢測儀表等行業中得到日益廣泛的應用。

位移傳感器的分類

根據不同的分類方式，位移傳感器的種類是不同的;下面具體介紹不同種類的位移傳感器。

根據運動方式分類

(1)直線位移傳感器

直線位移傳感器的功能在于把直線機械位移量轉換成電信號。為了達到這一效果，通常將可變電阻滑軌定置在傳感器的固定部位，通過滑片在滑軌上的位移來測量不同的阻值。傳感器滑軌連接穩態直流電壓，允許流過微安培的小電流，滑片和始端之間的電壓，與滑片移動的長度成正比。將傳感器用作分壓器可最大限度降低對滑軌總阻值精確性的要求，因為由溫度變化引起的阻值變化不會影響到測量結果。

(2)角位移傳感器

角位移傳感器是位移傳感器的一種型號，采用非接觸式專利設計，與同步分析器和電位計等其它傳統的角位移測量儀相比，有效地提高了長期可靠性。它的設計獨特，在不使用諸如滑環、葉片、接觸式游標、電刷等易磨損的活動部件的前提下仍可保證測量精度。

根據材質分類

(1)導電塑料位移傳感器、

導電塑料位移傳感器用特殊工藝將DAP(鄰苯二甲酸二稀丙脂)電阻漿料覆在絕緣機體上，加熱聚合成電阻膜，或將DAP電阻粉熱塑壓在絕緣基體的凹槽內形成的實心體作為電阻體。特點是：平滑性好、分辯力優異耐磨性好、壽命長、動噪聲小、可靠性極高、耐化學腐蝕。用于宇宙裝置、導彈、飛機雷達天線的伺服系統等。

(2)電感式位移傳感器

電感式位移傳感器是一種屬于金屬感應的線性器件，接通電源后，在開關的感應面將產生一個交變磁場，當金屬物體接近此感應面時，金屬中則產生渦流而吸取了振蕩器的能量，使振蕩器輸出幅度線性衰減，然后根據衰減量的變化來完成無接觸檢測物體的目的。

(3)光電式位移傳感器（光電式傳感器）:

光電式位移傳感器它是根據被測對象阻擋光通量的多少來測量對象的位移或幾何尺寸的。特點是屬于非接觸式測量，并可進行連續測量。光電式位移傳感器常用于連續測量線材直徑或在帶材邊緣位置控制系統中用作邊緣位置傳感器。優點是消除了機械接觸，壽命長、可靠性高，缺點是數字信號輸出,處理煩瑣.

(4)金屬膜位移傳感器

金屬膜位移傳感器的電阻體可由合金膜、金屬氧化膜、金屬箔等分別組成。特點是分辨力高、耐高溫、溫度系數小、動噪聲小、平滑性好。金屬玻璃鈾傳感器、

(5)繞線位移傳感器:

繞線位移傳感器是將康銅絲或鎳鉻合金絲作為電阻體，并把它繞在絕緣骨架上制成。繞線電位器特點是接觸電阻小，精度高，溫度系數小，其缺點是分辨力差，阻值偏低，高頻特性差。主要用作分壓器、變阻器、儀器中調零和工作點等。

(6)金屬玻璃鈾位移傳感器

金屬玻璃鈾位移傳感器用絲網印刷法按照一定圖形，將金屬玻璃鈾電阻漿料涂覆在陶瓷基體上，經高溫燒結而成。特點是：阻值范圍寬，耐熱性好，過載能力強，耐潮，耐磨等都很好，是很有前途的電位器品種，缺點是接觸電阻和電流噪聲大。

(7)磁敏式位移傳感器

磁敏式位移傳感器消除了機械接觸，壽命長、可靠性高，缺點：對工作環境要求較高.

位移傳感器主要特性參數

標稱阻值：電位器上面所標示的阻值。

重復精度:此參數越小越好.

分辨率:位移傳感器所能反饋的最小位移數值.此參數越小越好.導電塑料位移傳感器分辨率為無窮小.

允許誤差：標稱阻值與實際阻值的差值跟標稱阻值之比的百分數稱阻值偏差，它表示電位器的精度。允許誤差一般只要在±20%以內就符合要求,因為一般位移傳感器是以分壓的方式來使用,具體電阻的大小對傳感器的數據采集沒有影響.

線性精度:直線性誤差.此參數越小越好.

壽命:導電塑料位移傳感器都在200萬次以上.

總結

新一代傳感器的開發和產業化使得傳感器的競爭日益激烈，新技術的發展將重新定義未來的傳感器市場。有關專家指出，傳感器領域的主要技術將在現有基礎上予以延伸和提高。本文主要對位移傳感器的原理、分類以及位移傳感器的特性參數作了簡單介紹。

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