电位器式传感器的典型应用及原理解析

电位器式传感器主要用来测量位移，通过其他敏感元件(如膜片、膜盒、弹簧管等)转换，也可间接测量压力、加速度。几种电位器式传感器典型应用如下。

图9-5 推杆式位移传感器

1—外壳；2—推杆；3，4，5—齿轮；6—爪牙离合器；7—螺旋弹簧；8—电位器轴；9—电刷；10—轴套；11—电位器绕组

1.电位器式位移传感器应用

电位器式位移传感器常用于测量几毫米到几十米的位移，几度到360°的角度。如图9-5 所示，推杆式位移传感器可测量5 ～200 mm 的位移，温度范围±50℃，相对湿度为98%，频率300 Hz 以内，300 m/s2 以内加速度的振动条件下工作，精度约为2%，电位器的总电阻为1 500 Ω。传感器主要结构包括：外壳1，带齿条的推杆2，以及由齿轮3、4、5 组成的齿轮系统将被测位移转换成旋转运动，旋转运动通过爪牙离合器6 传送到线绕电位器轴8 上，电位器轴8 上装有电刷9，电刷9 因推杆位移而沿电位器绕组11 滑动，通过轴套10 和焊在轴套上的螺旋弹簧7 以及电刷9 来输出电信号，弹簧7 还可保证传感器的所有活动系统复位。

2.电位器式压力传感器应用

电位器式压力传感器如图9-6 所示，弹性敏感元件膜盒的内腔通入被测流体，在流体压力作用下膜盒硬中心产生弹性位移，推动连杆上移，使曲柄轴带动电位器电刷在电位器绕组上滑动，输出一个与被测压力成比例的电压信号。(www.xing528.com)

图9-6 电位器式压力传感器

1—膜盒；2—连杆；3—曲柄；4—电刷；5—电阻元件

3.电位器式加速度传感器应用

图9-7 所示为电位器式加速度传感器，惯性质量块在被测加速度作用下，片状弹簧产生正比于被测加速度的位移，引起电刷在电位器电阻元件上滑动，输出一个与加速度成比例的电压信号。电位器式加速度传感器优点包括：结构简单、价格低廉、性能稳定、能承受恶劣环境条件、输出信号大。其缺点是精度不高、动态响应较差、不适于测量快速变化量。

图9-7 电位器式加速度传感器

1—惯性质量块；2—片弹簧；3—电阻元件；4—电刷；5—壳体；6—活塞阻尼器