第2-1章 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。它是一种把机械的线位移和角位移输入 量转换为与它呈一定函数关系的电阻或电压输出的传感 元件，主要用于测量压力、高度和加速度等各种参数。
一、电位器式传感器的转换原理 二、电位器的结构与类型 三、电位器式传感器的应用
一、电位器式传感器的转换原理
U0

Ui l
x
图2-3-1 电位器的电压转换原理
对圆盘式电位器来说，Uo
与滑动臂的旋转角度成正比：

UO 360Ui
右图所示的360度圆 盘形电位器的中间焊片 为滑动片，右边焊片接 地，左边焊片接电源。
接地
二、电位器的结构与类型
1、结构：
电位器由电阻元件、电刷、骨
架等组成。
形式：直滑式(图2-3-2a)和旋
转式，旋转式有单圈旋转式(图
2-3-2b) 和 多 圈 旋 转 式 (2-3-2c)
两种。电刷由触头、臂、导向及
轴承等装置组成；触头常用银、
铂铱、铂铑等金属.电刷臂用磷青
图2-3-2 电位器原理图
铜等弹性较好的材料；骨架常用 陶瓷、酚醛树脂及工程塑料等绝
1—骨架 2—电刷 3—电阻丝 4—转 轴 5—接线端子
图2-3-4 摩托车汽油油位传感器
缘材料。
2、类型：
（1）线绕电位器 线绕电位器电阻元件由康铜丝、铂铱合金及卡玛丝
等电阻丝绕制，其额定功率范围一般为0.25～50W， 阻值范围为100Ω～100kΩ之间。当接触电刷从这一匝 移到另一匝时，阻值的变化呈阶梯式。 （2）非线绕电位器
1）合成膜电位器 其优点是分辨率较高，阻值范围 很宽（100Ω～4.7MΩ），耐磨性较好，工艺简单，成 本低，线性度好等；主要缺点是接触电阻大，功率不够 大，容易吸潮，噪声较大等。
在弹性元件的自由端处 安装滑线电位器，滑线电位 器的滑动触点与自由端连接 并随之移动，自由端的位移 就转换为电位器的电信号输 出。
图2-3-3 电位器式弹性压力计
当被测压力p增大时，弹簧管撑直，通过齿条带动齿轮转动，
从而带动电位器的电刷产生角位移。2、摩托车汽油油位传 感器
如图2-3-4所示为 摩托车汽油油位传感 器，它由随液位升降 的浮球经过曲杆带动 电刷位移，将液位变 成电阻变化。
2）金属膜电位器 金属膜电位器具有无限分辨力，接触 电阻很小，耐热性好，特别适合在高频条件下使用。它的 噪声仅高于线绕电位器。金属电位器的缺点是耐磨性较差， 阻值范围窄，一般在10～100Ω之间。由于这些缺点，限 制了它的使用范围。 （3）导电塑料电位器 导电塑料电位器又称实心电位器， 耐磨性很好，使用寿命较长，允许电刷的接触压力很大， 在振动、冲击等恶劣环境下仍能可靠地工作。此外，它的 分辨率较高，线性度较好，阻值范围大，能承受较大的功 率。导电塑料电位器的缺点是阻值易受湿度影响，故精度 不易做得很高。导电塑料电位器的标准阻值有1kΩ、2kΩ、 5kΩ和10kΩ，线性度为0.1％和0.2％。
（4）导电玻璃釉电位器 导电玻璃釉电位器又称金属 陶瓷电位器，它的耐高温性和耐磨性好，有较宽的阻 值范围，电阻湿度系数小且抗湿性强。导电玻璃釉电 位器的缺点是接触电阻变化大，噪声大，不易保证测 量的高精度。
三、电位器式传感器的应用
1、弹性压力计
弹性压力计信号多采 用电远传方式，即把弹性 元件的变形或位移转换为 电信号输出。