现代检测技术 电阻式传感器

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4.1电位器式传感器 4.2电阻应变式传感器 4.3 压阻式传感器

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电阻式传感器的基本原理是将被测的非 电量转换成电阻值，通过测量此电阻值达到 测量非电量的目的。

这类传感器的种类很多，例如电位器式 传感器、电阻应变式传感器、压阻式传感器、 气敏电阻和湿敏电阻等。 利用电阻式传感器可以测量形变、压 力、力、位移、加速度和温度等非电量参数。

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4.1.1基本工作原理

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4.1.2输入—输出特性 按输入输出特性，电位器式传感 器可分为线性电位器和非线性电位 器两类。

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1.线性特性——线性电位器 空载时其输出电压（电阻）与电刷位 移之间具有线性关系的电位器称为线性电 位器，其输出电压（电阻）与电刷位移成 正比 R Rx x L

Ux U U Rx x R L

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2.非线性特性——非线性电位器 空载时其输出电压（电阻）与电刷位移 之间具有非线性关系的电位器称为非线性电 位器，也称为函数电位器。

R x f (x)

U U x f (x) R

（4-5）

（4-6）

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用非线性电位器可使传感器获得各 种特殊要求的非线性函数（如指数函数、 三角函数、对数函数及其他任意函数） 输出，同时也可以通过它的非线性来修 正仪表对于传感器或带有负载的电位器 的非线性，从而最终获得线性输出特性。

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4.1.3结构形式

线绕电位器的优点是精度高、性能稳定，易于达到 较高的线性度和实现各种非线性特性。但也存在许多缺 点，如阶梯误差、分辨力低、耐磨性差、寿命较低等。 因此发展了在某些性能方面优于线绕电位器的非线绕电 位器。 非线绕电位器目前常见有合成膜、金属膜、导电玻 璃釉电位器等。它们在结构上的共同特点是在绝缘基座 上制成各种电阻薄膜元件，因此比线绕电位器具有高得 多的分辨力，并且耐磨性好，寿命长，如导电塑料电位 器使用寿命可达上千万次。它们的缺点是特性对温度、 湿度变化比较敏感，且要求接触压力大，只能用于推动 力大的敏感元件。

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电阻应变式传感器由电阻应变片和测量线路两 部分组成。目前应用最广的电阻应变片有两种：金 属应变片和半导体应变片。

应用金属应变片的传感器就称为电阻应变式传 感器，基于金属的电阻应变效应原理。 应用半导体应变片的传感器称为压阻式传感器， 基于压阻效应原理。 电阻应变传感器是将被测量的力(压力、荷重、 扭力等)通过它所产生的金属弹性变形转换成电阻 变化的敏感元件。

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优点

精度高，测量范围广； 使用寿命长，性能稳定可靠； 结构简单，尺寸小，重量轻，因此在测试 时，对工件工作状态及应力分析影响小； 频率响应特性好，应变片响应时间约为； 可在高

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