传感与检测技术-项目一电位器式位移传感器在机械行程控制位置检测电路中的应用

任务一电位器式位移传感器的识别、检测和选用１.电位器式位移传感器的类型电位器式位移传感器是通过电位器元件将机械位移转换成与之成线性或任意函数关系的电阻或电压输出.按照传感器的结构,电位器式位移传感器可分成两大类,一类是直线型电位器式位移传感器,另一类是旋转型电位器式位移传感器.普通直线型电位器和旋转型电位器可分别用作直线位移和角位移传感器.电位器式位移传感器是为实现测量位移目的而设计的电位器,在位移变化和电阻变化之间有一个确定关系.电位器式位移传感器的可动电刷与被测物体相连,物体的位移引起电位器移动端的电阻变化,阻值的变化量反映了位移的量值,阻值的增大或减小则表明位移的方向.通常在电位器上通以电源电压,以把电阻变化转换为电压输出.下一页返回任务一电位器式位移传感器的识别、检测和选用１)直线型电位器式位移传感器直线型电位器式位移传感器的工作原理和实物如图５-１所示.直线型电位器式位移传感器的工作台与传感器的滑动触点相连,当工作台左右移动时,滑动触点也随之左右移动,从而改变与电阻接触的位置,通过检测输出电压的变化量,确定以电阻中心为基准位置的移动距离.直线型电位器式位移传感器主要用于检测直线位移,其电阻器采用直线型螺线管或直线型碳膜电阻,滑动触点也只能沿电阻的轴线方向做直线运动.直线型电位器式位移传感器的工作范围和分辨率受电阻器长度的限制,线绕电阻、电阻丝本身的不均匀性会造成传感器的输入、输出关系的非线性.上一页下一页返回任务一电位器式位移传感器的识别、检测和选用２)旋转型电位器式位移传感器旋转型电位器式位移传感器的电阻元件呈圆弧状,滑动触点在电阻元件上做圆周运动.由于滑动触点等的限制,传感器的工作范围只能小于３６０°.把图５-１中的电阻元件弯成圆弧形,可动触点的另一端固定在圆的中心,并顺时针回转时,由于电阻值随着回转角而改变,因此基于上述理论可构成角度传感器.图５-２所示为旋转型电位器式位移传感器的工作原理和实物.当输入电压加在传感器的两个输入端时,传感器的输出电压与滑动触点的位置成比例.应用时,待测物体与传感器的旋转轴相连,这样根据测量的输出电压的数值即可计算出待测物对应的旋转角度.上一页下一页返回任务一电位器式位移传感器的识别、检测和选用２.电位器式位移传感器的特点优点：电位器式位移传感器具有性能稳定、结构简单、使用方便、尺寸小、质量轻等优点.它的输入/输出特性可以是线性的,也可以根据需要选择其他任意函数关系的输入/输出特性;它的输出信号选择范围很大,只需改变电阻器两端的基准电压就可以得到比较小的或比较大的输出电压信号.这种位移传感器不会因失电而丢失其已接收到的信息.当电源因故断开时,电位器的滑动触点将保持原来的位置不变,只要重新接通电源,原有的位置信息就会重新出现。缺点：电位器式位移传感器的主要缺点是容易磨损,当滑动触点和电位器之间的接触面有磨损或有尘埃附着时会产生噪声,使电位器的可靠性和寿命受到一定的影响。上一页下一页返回任务一电位器式位移传感器的识别、检测和选用３.电位器式位移传感器的应用电位器式位移传感器在机械设备的行程控制及位置检测中占有很重要的地位,因其精度高,量程范围大,移动平滑、顺畅,分辨率高,寿命长等特点,尤其在较大位移测量中得到了广泛应用,如注塑机、成型机、压铸机、印刷机械、机床等.在工程应用中,通过电位器式位移传感器将机械位移转换成电阻的变化,再通过应用电路将电阻的变化转换成电压的变化,并制成分度表;相应地,根据输出电压的数值即可知道位移的大小.上一页返回任务二电位器式位移传感器的位置检测电路制作电位器式位移传感器的位置检测电路可用万能电路板制作,也可用面包板或模块制作.电位器式位移传感器的位置检测电路如图５-３所示.返回任务三电位器式位移传感器的位置检测电路调试调试方法与步骤：

(１)下限位置调节:将电位器式位移传感器调节到下限位置(如５mm的位置),此时调节Rp３使IC２B输出为低电平.在工作过程中,当电位器的位移小于５mm时,IC２B输出为低电平.(２)上限位置调节:将电位器式位移传感器调到上限位置(如８０mm的位置),调节Rp２使IC２A输出为低电平;当传感器运动超过此位置时,IC２B输出为低电平.该电路输出的两个信号可作为系统工作的上、下限位置检测信号,此信号类似于机械运动中的行程开关.可将此信号送到控制电路