第二章电阻式传感器§1、电阻式传感器的定义和分类一、定义二、分类§2电位计式传感器（简单介绍）2.1、线绕式电位器传感器2.1、非线绕式电位器传感器§3、应变电阻式传感器§3.1应变电阻式传感器概论§3.2电阻应变片的结构和工作原理§3.3电阻应变片测量电路§4、电阻式传感器的应用§4.1电位计式加速度计§4.2应变式电子称§4.3应变电阻式传感器实物图§1电阻式传感器的定义和分类§2电位计式传感器（简单介绍）图2-1绕线式工作原理图若电位器为空载()时，根据分压原理得：式中：、分别为线绕的电阻和带电压灵敏度，它们分别表明电刷单位位移所能引起的输出电阻和输出电压的变化量。、均为常数。上述分析表明．改变测量电阻值所引起输出电压的的变化为线性变化。图2—1表示了电位器的工作原理：电刷相对于电阻阻元件的运动可以是直线运动、转动和螺旋运动，因而可以将直线位移或角位移转换为与其成一定函数关系的电阻或电压输出。它除了用于线位移和角位移测量外，还用于测量压力、加速度等物理量。优点：电位器式传感器结构简单，价格低廉，性能稳定，对环境条件要求不高，输出信号大，并易实现函数关系的转换。缺点：但由于存在摩擦和分辨率有限，一般精度不够高，动态响应较差，适合于测量变化较缓慢的量。分辨率低、耐磨性差、寿命较短等。因此人们研制了一些性能优良的非线绕式电位器。据称，此种微型芯片将被应用与多种领域，例如检测空气中臭氧含量，监测火灾以及气体泄漏。碳膜电位器：是在绝缘骨架表面上喷涂一层均匀的电阻液．经烘干聚合后而制成电阻膜。2、导电塑料电位器：1、光电导层2、基体3、薄膜电阻带、4、电刷的窄光束5、导电电极图2-2光电式电位器结构原理图光电式电位器结构原理：应变电阻式传感器优缺点：§3.2应变电阻式传感器结构原理二、基本结构：电阻应变片种类繁多、但其基本结构大体相似，现以金属丝绕式应变片结构为例加以说明。三、敏感系数及测量原理：若电阻丝是圆形的，则将式（2-5）变形得：应变电阻传感测量原理§3.3电阻应变片测量电路一、直流电桥基本形式及平衡条件当时，电桥的输出电压应为：如果在实际测量中．使第一桥臂R1由应变片来替代，微小应变引起微小电阻的变化．电桥则输出不平衡电压的微小变化。当受应变时，若应变片电阻变化为，其他桥臂固定不变，则电桥输出电压。下面试求不平衡电桥输出的电压值每课一新传感器介绍1、电桥电压灵敏度正比于电桥供电电压E，供桥电压E愈高、电桥电压灵敏度愈高、但是供桥电压E的提高，受到应变片允许功耗的限制，所以一般供桥电压E应适当选择。2、电桥电压灵敏度是桥臂电阻比值n的函数，因此必须恰当地选样桥臂比n的值。保证电桥具有较高的电压灵敏度。下面分析当供桥电压E确定后，n应取何值．电桥电压灵敏度才最高。由来求的最大值，由此得求得n=1时，为最大。这就是说，在供桥电压确定后，R1=R2，R3=R4时，电桥的电压灵敏度最高。由上面式子可知，当电源电压E和电阻相对变化一定时，电桥的输出电压及其灵敏度也是定值，且与各桥臂阻值大小无关。实际情况是要考虑应变电阻微小的变化按下面的公式计算：（2）但当灵敏系数较大时，电阻相对变化较大的情况：五、减小或消除非线性误差的方法有如下几种：(2)采用差动电桥：该电桥输出电压：同样可以推出，，由此可知，比用单片提高了四倍，比半桥差动电路提高了一倍。（3）采用高内阻的恒流源电桥：供桥电流为I．通过各臂的电流为和若测量电路输入阻抗较高，则：§4、电阻式传感器的应用电位计式加速度计应变电阻式电子秤图2-9电子称传感器布置图为了提高测量精度，传感器可采用种种补偿措施消除有关误差。例如图2-10是一种调零电路。电桥2(补偿电桥)串接在应变片传感器的输出和测量电路之间．通过调节补偿电桥中的电位器。改变其输出电压，用来抵消传感器的零点偏移输出电压，因此调节W可使传感器在空载时输出电压为零。下图为采用单片机为核心的电子称的电路结构图。*应变式传感器实物图应变式力传感器