2.1电位器式电阻传感器2.1.1工作原理图2.2角位移式电位器传感器原理图设、分别为传感器的电阻灵敏度和电压灵敏度，则：2)非线性电位器2.基本特性当电刷从m-1匝移至m匝时，电刷瞬间使相邻两匝线圈短接，于是电位器的总匝数从n匝减少到n-1匝，则：电位器的阶梯误差通常用理想阶梯特性曲线对理论直线最大偏差值与最大输出电压值之比的百分数表示，即2)负载特性设电阻的相对变化电位器的负载特性曲线对于线性电位器有2.1.2结构与材料材料：要与电阻丝材料配合选择，通常是使电刷材料的硬度与电阻丝材料的硬度相近或稍高些，而且要保证电刷触点具有良好的抗氧化能力、接触电势要小。常用的电刷触头材料有银、铂铱、铂铑等金属。2.非线绕式电位器这种电位器由塑料粉及导电材料粉(合金、石墨、炭黑等)压制而成，它又称为实心电位器。优点：耐磨性较好、寿命较长、电刷允许的接触压力较大，适用于振动、冲击等恶劣条件下工作，且阻值范围大，能承受较大的功率。缺点：温度影响较大、接触电阻大、精度不高。光电电位器是一种非接触式电位器，它以光束代替了常规的电刷，有效克服了上述几种电位器的缺点。2.2应变式电阻传感器用相对变化表示泊松（Poisson,Simeon-Denis）（1781—1840）经整理得结论：2.2.2电阻应变片的种类、材料及粘贴1.电阻应变片的种类、结构与材料箔式对金属电阻应变片敏感栅材料的基本要求是：薄膜应变片3)材料金属电阻应变片常用的敏感栅材料有康铜、镍铬合金、镍铬铝合金、铁铬铝合金、铂、铂钨合金等。2.2.3电阻应变片的主要特性将直的电阻丝绕成敏感栅后，虽然长度不变，应变状态相同，但在的圆弧处，除受纵向的拉应变外，由泊松关系，还存在横向的负应变（），造成电阻的减小，因而其灵敏系数较整长电阻丝的灵敏系数小，这种现象称为应变片的横向效应。3.机械滞后、零漂和蠕变已粘贴在试件上的应变片，在温度保持恒定，试件上没有机械应变的情况下，应变片的指示会随着时间增长而逐渐变化，这就是应变片的零点漂移，简称零漂。4.温度效应因此，由于环境温度变化形成总的电阻相对变化(温度误差)为：5.应变极限、疲劳寿命6.绝缘电阻和最大工作电流7.应变片的电阻值1.线路补偿法常用电桥补偿法①R1和RB两个应变片应具有相同的电阻温度系数α、线膨胀系数β、应变灵敏度系数K和初始电阻值Ro。②粘贴补偿片的补偿块材料和粘贴工作片的被测试件材料必须一样，两者线膨胀系数相同。③两应变片应处于同一温度场。在应变测试的某些条件下，可通过改变应变片的粘贴位置，实现温度补偿，同时还可提高应变片的灵敏系数。即利用自身具有温度补偿作用的应变片进行补偿。1)选择式自补偿法(又称单丝自补偿法)敏感栅由两种不同温度系数的电阻丝组成（1）二者具有不同符号的电阻温度系数图2.18组合式自动补偿法之二图2.21(a)直流电桥2)电压灵敏度输出电压为：电桥电压灵敏度定义为：由dKU/dn=0，求KU的最大值，得3)非线性误差及其补偿方法以上分析略去了分母中的ΔR1/R1项，电桥输出电压与电阻相对变化成正比的理想情况下得到的，实际情况则应按下式计算，即：为了减小和克服非线性误差，常采用差动电桥：即在试件上安装两个工作应变片，一个受拉应变，一个受压应变，接入电桥相邻桥臂，称为半桥差动电路。若将电桥四臂接入四片应变片，即两个受拉应变，两个受压应变，将两个应变符号相同的接入相对桥臂上，构成全桥差动电路。当负载为有限值时：2.交流电桥由于供桥电源为交流电源，引线分布电容使得二桥臂应变片呈现复阻抗特性：由交流电路分析可得：2.3压阻式传感器其中由材料几何尺寸变化而引起电阻的变化很小，可忽略不计，而一项很大，也就是说，半导体材料电阻的变化主要由半导体材料电阻率的变化所造成的，即：2.3.2影响压阻系数的因素2.扩散杂质的表面浓度3.环境温度2.3.3压阻式传感器的材料由半导体材料制成的压阻式传感器的灵敏系数比金属电阻应变片要大几十倍，其压阻系数的符号随单晶材料的导电类型而异，一般P型为正，N型为负，而金属丝应变片的灵敏系数均为正值。此外，半导体材料(如单晶硅)是各向异性材料，它的压阻系数与晶向有关。压阻式传感器的主要不足：一是温度稳定性差(电阻值随温度变化)；二是灵敏度的非线性较大，可造成测量体具有±3%～5%的误差，因此在使用时需采用温度补偿和非线性补偿等措施。2.4电阻式传感器的应用图2.28YCD—150型远程压力传感器原理图2.应变式测力传感器2)悬臂梁式传感器(a)等截面梁(b)等强度梁在距固定端较近的表面顺着梁的长度方向分别贴上R1、R2和R3、R4四个电阻应变片。若R1、R4受拉力,则R2、R3将受到压力，两者应变相等，但极性相反。将它们组成差动全桥，则电桥的灵敏度为单臂工作时