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第二章 电阻式传感器 电阻式传感器 定义: 将被测非电量（如位移、应变、加速度、温度、湿度、气体浓度等）的变化转换成导电材料的电阻变化的装置，称为电阻式传感器。 它是将非电量的变化量，利用电阻元件，变换成有一定关系的电阻值的变化，再通过电子测量技术对电阻值进行测量，从而达到对上述非电量测量的目的。 特点: 电阻式传感器具有结构简单，输出精度高，线性和稳定性好等优点，因此，它在非电量检测中应用十分广泛。 2.1电位器式传感器 2.1.1 电位器传感器概述 定义: 被测量的变化导致电位器阻值变化的敏感元件称为电位器传感器。 特点: 由于它的结构简单、价格便宜，且有一定的可靠性，输出功率大，所以至今在某些场合下还在使用。 2.1电位器式传感器 结构类型: 它由电阻元件和电刷（活动触头）两个基本部分组成。 按结构形式可分为线绕式和非线绕式电位器. 工作原理: 如图2-1所示: 2.1电位器式传感器 图中当电刷在电阻元件上滑动时，引起ROA变化 ,则 2.1电位器式传感器 2.1.2 线性线绕电位器的空载特性 2.1电位器式传感器 若电位器为空载（RL=∞）时 ,即空载特性为: =R/L，Ku=Ui/L分别为线性电位器的电阻和电压灵敏度，它们分别表明了电刷单位位移所能引起的输出电阻和输出电压的变化量。 2.1电位器式传感器 说明: 电位器空载时，其电阻值 Rx~x和输出电压Uo~x的关系特性 为线性特性（见图2-3中的“理论特 性”）。但是由于制造工艺等各种因素的限制，线性电位器的实际特性并非线性，而是带有一定的非线性。非线性误差为: 增加电位器的线圈匝数，可以使 L减 小。 L越小，表示实际特性与理论特性 越吻合，即电位器的线性度越高。 2.1电位器式传感器 2.1.3 电位器的负载特性 电位器负载运行的特性称为电位器的负载特性。由图2-2（b）可知，当电位器的负载电阻RL≠∞（带负载时），则输出电压Uo应为: 令: 则: m──电位器的负载系数； nx──电阻的相对变化； A──电位器相对输出电压 2.1电位器式传感器 图2-4给出了电位器的负载特性曲线。 由图可知，电位器负载越 重（RL越小），负载系数m越大，相对输出电压A越小，输 出电压Uo越低，则非线性误差越大；反之，Uo越高，非线性误差越小。 2.1电位器式传感器 2.1.4 非线性线绕电位器 非线性线绕电位器是指其输出电压（或电阻）与电刷行程x之间具有非线性关系的电位器。 理论上讲，这种电位器可以实现任何函数关系，故又称其为函数电位器。 7、机械滞后 相对误差: ２．温度补偿 　1)自补偿法 （1）选择合适的电阻丝材料，使其由电阻温度系数引起的温度温差正好抵消有材料线膨胀差所引起的温度温差。即: １．串联半桥线路　 2.并联半桥电路　 由前式，桥路输出为： 图2-20、2-21所示为电子吊车秤的示意图。电子吊车秤是在吊运物体的过程中就可以进行称量的装置。 图2-20为荷重传感器安装在吊钩上的方式。这是一种简单的方式，此时传感器将承受全部载荷，在起吊过程中由于载荷的转动，使传感器受扭力而产生误差。为了克服此扭力，在吊环与吊钩之间加了一副防扭转臂。此防扭转臂对被测力无影响，而扭力的作用通过吊钩、转臂而作用在吊环上，使吊环、吊钩一起扭转，对传感器的作用就减小了。荷重传感器安装在吊钩上，使得连接传感器的信号线也要随吊钩上下运动，因此需要设计一套电缆收放装置。同时，这种安装方式在被测物料是高温物料时（如钢水）是不能采用的。 图2-21为荷重传感器被安装在钢丝绳固定端的方式。这种安装方式也比较简单，而且传感器远离被吊物体，这对吊装炽热物体尤为有利。但