被测量的变化通过机械结构，使电位器的滑臂产生相应的位 移，改变了电路的电阻值，引起输出电压的改变，从而达到 测量被测量的目的。
在均匀绕制的线性电位器(单位长度上的电阻是常数)中，设 m=R/ RL ，x= RX /R，有：
Uo
1
x mx(1
x) Ui
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2. 1 电位器式传感器
它的工作原理是利用可移动的窄光束照射在其内部的光电导 层和导电电极之间的间隙上时，使光电导层下面沉积的电阻 带和导电电极接通，于是随着光束位置不同而改变电阻值。 它分辨力高，可靠性好，阻值范围宽，但结构复杂，输出电 流小，输出阻抗较高。
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2. 1 电位器式传感器
绕线电位器式电阻传感器在多数情况下均采用直流电源，但 有时因测量电路的需要也采用交流电源，此时需要考虑由于 集肤效应而使绕线的交流电阻大于直流电阻的变化。
2.1.2绕线电位器式电阻传感器结构、特点及应用范围 常见的绕线电位器式电阻传感器有直线位移型、角位移型等，
如图2 -2所示。由图可知，绕线电位器式电阻传感器由骨架、 绕在骨架上的电阻丝及在电阻丝上移动的滑动触点(电刷)组 成，调节滑动触点位置可将被测位移等变换为电阻变化。 图2 -2 ( b)为角位移型绕线电位器式电阻传感器，其电阻阻值 随转角变化。 图2-2(c)是一种非线性绕线电位器式传感器。当被测量与变阻 器触点位移形成某种函数关系，若要获得与被测量呈线性关 系的输出，则要应用这种非线性的绕线电位器式传感器。这 种传感器的骨架形状需根据所要求的输出函数确定。
电位器式传感器具有一系列优点，如结构简单、尺寸小、质 量轻、精度高、输出信号大、性能稳定并容易实现任意函数。 其缺点是要求输入能量大，电刷与电阻元件之间容易磨损。
电位器的种类很多，按其结构形式不同，可分为线绕式、薄 膜式、光电式等;按特性不同，可分为线性电位器和非线性电 位器。目前常用的以单圈线绕电位器居多。
电阻应变式传感器主要由电阻应变片及测量转换电路等组成。 用应变片测量应变时，将应变片粘贴在试件表面。当试件受 力变形后，应变片上的电阻也随之变形，从而使应变片电阻 值发生变化，通过测量转换电路最终转换成电压或电流的变 化。
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2. 2 电阻应变式传感器
电阻应变式传感器的主要优点是: ①电阻变化率与应变可保持很好的线性关系; ②尺寸小，质量轻，因此在测量时对试件的工作状态及应
第2章 电阻式传感器
2. 1 电位器式传感器 2. 2 电阻应变式传感器 2. 3 测温热电阻传感器 2. 4 气敏电阻、湿敏电阻传感器
第2章 电阻式传感器
电阻式传感器的种类繁多，应用广泛，其基本原理是将被测 物理量的变化转换成电阻值的变化，再经相应的测量电路而 最后显示被测量值的变化。
普通绕线电位器式电阻传感器结构简单，价格便宜，输出功 率大，一般情况下可直接接指示仪表，简化了测量电路。但 由于分辨力有限，所以一般精度不高。另外动态响应差，不 适宜测量快速变化量。通常可用于测量压力、位移、加速度 等。
2.1.3绕线电位器式压力传感器的应用 绕线电位器式压力传感器是利用弹性元件(如弹簧管、膜片或
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2. 1 电位器式传感器
绕线电位器式传感器结构简单，性能稳定，使用方便。因受 电阻丝直径的限制，分辨力很难优于20 μm。触点和电阻丝 接触表面磨损、尘埃附着等将使触点移动中的接触电阻发生 不规则的变化，产生噪声。
光电电位器是一种非接触式电位器，克服了上述几种普通电 位器的共同缺点。
图2 -5所示为另一种绕线电位器式压力传感器的工作原理。 弹性敏感元件膜盒的内腔，通入被测流体压力，在此压力作 用下，膜盒硬中心产生位移，推动连杆上移，使曲柄轴带动 电刷在电位器电阻丝上滑动，同样输出一与被测压力成正比 的电压信号。
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2. 2 电阻应变式传感器
电阻应变式传感器是利用导体或半导体材料的应变效应制成 的一种测量器件，用于测量微小的机械变化量，在结构强度 实验中，它是测量应变的最主要手段，也是目前测量应力、 应变、力矩、压力、加速度等物理量应用最广泛的传感器之 一。
电阻式传感器与相应的测量电路组成的测力、测压、称重、 测位移、测加速度、测扭矩、测温度等测试系统，目前已成 为生产过程检测以及实现生产自动化不可缺少的手段之一。
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2. 1 电位器式传感器
电位器是一种常用的机电元件，广泛应用于各种电器和电子 设备中。它主要是一种把机械的线位移或角位移输入量转换 为与它成一定函数关系的电阻或电压输出的传感元件来使用。 主要用于测量压力、高度、加速度、航面角等各种参数
力分布影响很小; ③测量范围广，一般可测1~2微应变到数千微应变; ④频率响应好，一般电阻应变式传感器的响应时间为10 -7，
半导体应变式传感器可达10-11，所以可进行几十赫兹甚至上 百赫兹的动态测量; ⑤采用适当措施后，可在一些恶劣环境下正常工作，如可 从真空状态到数千大气压;可从接近绝对零度到1 000 ℃;也可 在有强烈振动、强磁场、化学腐蚀及放射性的场合工作。
膜盒)把被测的压力变换为弹性元件的位移，并使此位移变为 电刷触点的移动。从而引起输出电压或电流相应的变化。
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2. 1 电位器式传感器
图2 -4为YCD-150型远程压力表原理图。它是由一个弹簧管和 绕线电位器组成的压力传感器。绕线电位器固定在壳体上， 而电刷与弹簧管的传动机构相连接。当被测压力变化时，弹 簧管的自由端移动，通过传动机构，一面带动压力表指针转 动，一面带动电刷在线绕的电压信号。
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2. 1 电位器式传感器
2.1.1绕线电位器式电阻传感器工作原理
绕线电位器式电阻传感器的工作原理，可用图2-1来说明。图 中U是电位器作电压，R是电位器电阻，RL是负载电阻(例如 表头的内阻RX是对应于电位器滑臂移动到某位置时的电阻值， U0是负载两端的电压，即电阻传感器的输出电压。