傳感器基礎知識匯總

傳感器基礎知識匯總傳感器（transducer或sensor）是將各種非電量按一定規(guī)律轉換成便于處理和傳輸?shù)牧硪环N物理量（一般為電量）的裝置。組成：一般包括敏感元件、轉換元件和測量電路，有時還需要輔助電源。1）敏感元件：并非所有非電量都能直接變換為電量，有時需要將其轉換成另一種易于變成電量的非電量，然后再變換為電量。完成預變換的器件，又稱為預變換器，如各種彈性元件。2）轉換元件：將感受到的非電量直接轉換成電量的器件，如壓電晶體、熱電偶等。敏感元件和轉換元件有時可以合二為一。3）信號調理與轉換電路：將轉換元件輸出的電信號放大并轉變成易于處理、顯示和記錄的信號。常用的有電橋電路、高阻抗輸入電路和振蕩器電路4）輔助電源：為傳感器提供能源。需外接電源的傳感器為無源傳感器，如電阻式、電感式、電容式傳感器；不需外接電源的為有源傳感器，如壓電傳感器、熱電偶等。傳感器分類：1.應變式傳感器1.1金屬應變式傳感器其核心元件是金屬應變片，它可將試件上的應變變化轉換成電阻變化。應用時將應變片用黏結劑牢固的粘貼在被測試試件表面，當試件受力變形時，應變片的敏感柵也隨之變形，引起應變片電阻變化，通過測量電路將其轉換成電壓或電流信號輸出。1.2壓阻式傳感器利用硅的壓阻效應和微電子技術制成。壓阻效應：單晶硅在受到應力作用后，其電阻率發(fā)生明顯變化。2.電容式傳感器定義：是將被測參數(shù)轉換成電容量的測量裝置。與電阻、電感式傳感器相比具有測量范圍大、靈敏度高、動態(tài)響應時間短、機械損失小、結構簡單等優(yōu)點。缺點：寄生電容（包括連接電容極板的導線電容和傳感器本身的泄露電容）影響較大。電容的公式:

?=ε??

,式中：C為電容量，ε為兩極板間介質的介電常數(shù)，S為極板相互覆蓋面積，d為極板間距。3.電感式傳感器定義:利用線圈自感和互感的變化實現(xiàn)非電量電測的一種裝置。根據轉換原理不同，可分為自感式和互感式兩種；根據結構不同，可分為氣隙型和螺管型兩種。特點：結構簡單，可靠，測量力??；分辨力高；重復性好，線性度好。不足：存在交流零位信號，不宜高頻動態(tài)測量。4.壓電式傳感器是一種有源傳感器。它以某種電介質的壓電效應為基礎，在外力作用下，在電介質的表面產生電荷，從而實現(xiàn)非電量測量的目的。為力敏感元件。壓電效應：某些電介質，當沿著一定方向對其施加力使其變形時，內部產生極化現(xiàn)象，同時在它兩個表面產生符號相反的電荷；當外力去掉后，又重新恢復到不帶電狀態(tài)。當外力方向改變時，電荷極性也隨之改變。代表物質有石英晶體、壓電陶瓷等。以上4種都屬于模擬式傳感器。以上4種都屬于模擬式傳感器。5.數(shù)字式傳感器根據原理不同，分為脈沖式數(shù)字傳感器（如光柵傳感器、感應同步器、磁柵傳感器和光電碼盤等）和頻率輸出式數(shù)字傳感器（如振弦式、振筒式和振膜式傳感器）5.1碼盤式傳感器建立在編碼器基礎上。編碼器按原理分類，有電觸式、電容式、感應式、光電式等。光電式又稱光學編碼器。編碼器又可分為增量編碼器和絕對編碼器兩大類。光電式屬于絕對編碼器。編碼器包括碼盤和碼尺。前者用于測角度，后者用于測長度。測長度實際應用較少。光學碼盤式傳感器是用光電方法把被測角位移轉換成以數(shù)字代碼形式表示的電信號的轉換部件。6.熱電式傳感器定義：是一種將溫度變化轉換為電量變化的裝置。將溫度轉換為電勢的傳感器稱為熱電偶，轉換為電阻值的稱為熱電阻。傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，并能將感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。

他們是如何定義傳感器的？

國家標準GB7665-87對傳感器下的定義是：“能感受規(guī)定的被測量件并按照一定的規(guī)律（數(shù)學函數(shù)法則）轉換成可用信號的器件或裝置，通常由敏感元件和轉換元件組成”。

中國物聯(lián)網校企聯(lián)盟認為，傳感器的存在和發(fā)展，讓物體有了觸覺、味覺和嗅覺等感官，讓物體慢慢變得活了起來?！?/p>

傳感器在新韋式大詞典中定義為：“從一個系統(tǒng)接受功率，通常以另一種形式將功率送到第二個系統(tǒng)中的器件”。

傳感器的作用

人們?yōu)榱藦耐饨绔@取信息，必須借助于感覺器官。而單靠人們自身的感覺器官，在研究自然現(xiàn)象和規(guī)律以及生產活動中它們的功能就遠遠不夠了。為適應這種情況，就需要傳感器。因此可以說，傳感器是人類五官的延長，又稱之為電五官。

新技術革命的到來，世界開始進入信息時代。在利用信息的過程中，首先要解決的就是要獲取準確可靠的信息，而傳感器是獲取自然和生產領域中信息的主要途徑與手段。

在現(xiàn)代工業(yè)生產尤其是自動化生產過程中，要用各種傳感器來監(jiān)視和控制生產過程中的各個參數(shù)，使設備工作在正常狀態(tài)或優(yōu)先狀態(tài)，并使產品達到較好的質量。因此可以說，沒有眾多的優(yōu)良的傳感器，現(xiàn)代化生產也就失去了基礎。

傳感器早已滲透到諸如工業(yè)生產、宇宙開發(fā)、海洋探測、環(huán)境保護、資源調查、醫(yī)學診斷、生物工程、甚至文物保護等等極其之泛的領域?？梢院敛豢鋸埖卣f，從茫茫的太空，到浩瀚的海洋，以至各種復雜的工程系統(tǒng)，幾乎每一個現(xiàn)代化項目，都離不開各種各樣的傳感器。

由此可見，傳感器技術在發(fā)展經濟、推動社會進步方面的重要作用，是十分明顯的。世界各國都十分重視這一領域的發(fā)展。相信不久的將來，傳感器技術將會出現(xiàn)一個飛躍，達到與其重要地位相稱的新水平。

傳感器的組成

傳感器一般由敏感元件、轉換元件、變換電路和輔助電源四部分組成，如圖1所示。

敏感元件直接感受被測量，并輸出與被測量有確定關系的物理量信號；轉換元件將敏感元件輸出的物理量信號轉換為電信號；變換電路負責對轉換元件輸出的電信號進行放大調制；轉換元件和變換電路一般還需要輔助電源供電。

傳感器的主要功能

常將傳感器的功能與人類5大感覺器官相比擬：

光敏傳感器——視覺

聲敏傳感器——聽覺

氣敏傳感器——嗅覺

化學傳感器——味覺

壓敏、溫敏、流體傳感器——觸覺

敏感元件的分類：

物理類，基于力、熱、光、電、磁和聲等物理效應。

化學類，基于化學反應的原理。

生物類，基于酶、抗體、和激素等分子識別功能。

通常據其基本感知功能可分為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、濕敏元件、聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大類（還有人曾將敏感元件分46類）。

傳感器的技術特點

中國傳感器產業(yè)正處于由傳統(tǒng)型向新型傳感器發(fā)展的關鍵階段，它體現(xiàn)了新型傳感器向微型化、多功能化、數(shù)字化、智能化、系統(tǒng)化和網絡化發(fā)展的總趨勢。傳感器技術歷經了多年的發(fā)展，其技術的發(fā)展大體可分三代：

靠前代是結構型傳感器，它利用結構參量變化來感受和轉化信號。

第二代是上70年代發(fā)展起來的固體型傳感器，這種傳感器由半導體、電介質、磁性材料等固體元件構成，是利用材料某些特性制成。如：利用熱電效應、霍爾效應、光敏效應，分別制成熱電偶傳感器、霍爾傳感器、光敏傳感器。

第三代傳感器是以后剛剛發(fā)展起來的智能型傳感器，是微型計算機技術與檢測技術相結合的產物，使傳感器具有一定的人工智能。

傳感器技術及產業(yè)特點

傳感器技術及其產業(yè)的特點可以歸納為：基礎、應用兩頭依附；技術、投資兩個密集；產品、產業(yè)兩大分散。

基礎、應用兩頭依附

基礎依附，是指傳感器技術的發(fā)展依附于敏感機理、敏感材料、工藝設備和計測技術這四塊基石。敏感機理千差萬別，敏感材料多種多樣，工藝設備各不相同，計測技術大相徑庭，沒有上述四塊基石的支撐，傳感器技術難以為繼。

應用依附是指傳感器技術基本上屬于應用技術，其市場開發(fā)多依賴于檢測裝置和自動控制系統(tǒng)的應用，才能真正體現(xiàn)出它的高附加效益并形成現(xiàn)實市場。也即發(fā)展傳感器技術要以市場為導向，實行需求牽引。

技術、投資兩個密集

技術密集是指傳感器在研制和制造過程中技術的多樣性、邊緣性、綜合性和技藝性。它是多種高技術的集合產物。由于技術密集也自然要求人才密集。

投資密集是指研究開發(fā)和生產某一種傳感器產品要求一定的投資強度，尤其是在工程化研究以及建立規(guī)模經濟生產線時，更要求較大的投資。

產品、產業(yè)兩大分散

產品結構和產業(yè)結構的兩大分散是指傳感器產品門類品種繁多（共10大類、42小類近6000個品種），其應用滲透到各個產業(yè)部門，它的發(fā)展既有各產業(yè)發(fā)展的推動力，又強烈地依賴于各產業(yè)的支撐作用。只有按照市場需求，不斷調整產業(yè)結構和產品結構，才能實現(xiàn)傳感器產業(yè)的全面、協(xié)調、持續(xù)發(fā)展。傳感器基礎知識1、傳感器：能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉換成可用輸出信號的器件或裝置。通常由敏感元件和轉換元件組成。(1)敏感元件是指傳感器中能直接（或響應）被測量的部分。(2)轉換元件指傳感器中能較敏感元件感受（或響應）的被測量轉換成是與傳輸和（或）測量的電信號部分。(3)當輸出為規(guī)定的標準信號時，則稱為變送器。目前對傳感器尚無一個統(tǒng)一的分類方法，但比較常用的有如下三種：(1)按傳感器的物理量分類，可分為位移、力、速度、溫度、流量、氣體成份等傳感器；(2)按傳感器工作原理分類，可分為電阻、電容、電感、電壓、霍爾、光電、光柵、熱電偶等傳感器；(3)按傳感器輸出信號的性質分類，可分為：輸出為開關量(“1”和"0”或“開”和“關”)的開關型傳感器；輸出為模擬型傳感器；輸出為脈沖或代碼的數(shù)字型傳感器。2、按被測物理量分：如力、壓力、位移、溫度、角度傳感器等；3、按照傳感器的工作原理分：如應變式傳感器、壓電式傳感器、壓阻式傳感器、電感式傳感器、電容式傳感器、光電式傳感器等；4、按照傳感器轉換能量的方式分：(1)能量轉換型：如壓電式、熱電偶、光電式傳感器等；(2)能量控制型：如電阻式、電感式、霍爾式等傳感器以及熱敏電阻、光敏電阻、濕敏電阻等；5、按照傳感器工作機理分：(1)結構型：如電感式、電容式傳感器等；(2)物性型：如壓電式、光電式、各種半導體式傳感器等；6、按照傳感器輸出信號的形式分：(1)模擬式：傳感器輸出為模擬電壓量(2)數(shù)字式：傳感器輸出為數(shù)字量，如編碼器式傳感器；7、測量范圍：在允許誤差限內被測量值的范圍。8、量程：測量范圍上限值和下限值的代數(shù)差。9、精確度：被測量的測量結果與真值間的一致程度。10、重復性：在所有下述條件下，對同一被測的量進行多次連續(xù)測量所得結果之間的符合程度：??相同測量方法：??相同觀測者：??相同測量儀器：??相同地點：??相同使用條件：??在短時期內的重復。11、分辨力：傳感器在規(guī)定測量范圍內可能檢測出的被測量的最小變化量。也就是說，如果輸入量從某一非零值緩慢地變化。當輸入變化值未超過某一數(shù)值時，傳感器的輸出不會發(fā)生變化，即傳感器對此輸入量的變化是分辨不出來的。只有當輸入量的變化超過分辨力時，其輸出才會發(fā)生變化。12、閾值：能使傳感器輸出端產生可測變化量的被測量的最小變化量。13、零位：使輸出的絕對值為最小的狀態(tài)，例如平衡狀態(tài)。14、激勵：為使傳感器正常工作而施加的外部能量（電壓或電流）。15、最大激勵：在市內條件下，能夠施加到傳感器上的激勵電壓或電流的最大值。16、輸入阻抗：在輸出端短路時，傳感器輸入的端測得的阻抗。17、輸出：由傳感器產生的與外加被測量成函數(shù)關系的電量。18、輸出阻抗：在輸入端短路時，傳感器輸出端測得的阻抗。19、零點輸出：在市內條件下，所加被測量為零時傳感器的輸出。20、滯后：在規(guī)定的范圍內，當被測量值增加和減少時，輸出中出現(xiàn)的最大差值。21、滯后：輸出信號變化相對于輸入信號變化的時間延遲。22、漂移：在一定的時間間隔內，傳感器輸出終于被測量無關的不需要的變化量。23、零點漂移：在規(guī)定的時間間隔及室內條件下零點輸出時的變化。24、靈敏度：傳感器輸出量的增量與相應的輸入量增量之比。25、靈敏度漂移：由于靈敏度的變化而引起的校準曲線斜率的變化。26、熱靈敏度漂移：由于靈敏度的變化而引起的靈敏度漂移。27、熱零點漂移：由于周圍溫度變化而引起的零點漂移。28、線性度：校準曲線與某一規(guī)定只限一致的程度。通常情況下，傳感器的實際靜態(tài)特性輸出是條曲線而非直線。在實際工作中，為使儀表具有均勻刻度的讀數(shù)，常用一條擬合直線近似地代表實際的特性曲線、線性度(非線性誤差)就是這個近似程度的一個性能指標。29、非線性度：校準曲線與某一規(guī)定直線偏離的程度。30、長期穩(wěn)定性：傳感器在規(guī)定的時間內仍能保持不超過允許誤差的能力。31、固有頻率：在無阻力時，傳感器的自由（不加外力）振蕩頻率。32、響應：輸出時被測量變化的特性。33、補償溫度范圍：使傳感器保持量程和規(guī)定極限內的零平衡所補償?shù)臏囟确秶?4、蠕變：當被測量機器在環(huán)境條件保持恒定時，在規(guī)定時間內輸出量的變化。35、絕緣電阻：如無其他規(guī)定，指在室溫條件下施加規(guī)定的直流電壓時，從傳感器規(guī)定絕緣部分之間測得的電阻值。36、靜態(tài)特性：指對靜態(tài)的輸入信號，傳感器的輸出量與輸入量之間所具有相互關系。37、動態(tài)特性：指傳感器在輸入變化時，它的輸出的特性。傳感器的概念及分類傳感器應用范圍廣泛,在各個領域、行業(yè)備受青睞。傳感器的常見構成要素除了敏感元件和轉換元件外,還包括變換電路和輔助電源。其中:敏感元件的直觀性最強,能夠輸出與之相關的各類物理量信號;轉換元件的價值在于更改上述元件輸出的內容,轉變?yōu)殡娦盘柕男问?變換電路的主要作用是放大、調制轉換元件輸出的電信號;無論是轉換元件還是變換電路,都離不開輔助電源的供電。1.1傳感器的概念傳感器作為一種常見裝置,可感知外界信息并進行轉化,使之以可利用的信號形式存在。傳感器的價值和作用在于轉化感知到的模擬信號,使之以電信號的形式顯示。這一過程被稱為模數(shù)變化過程,主要構成元素為傳感器末梢和信號變化裝置。前者的作用在于感知外界信息。傳感器具備數(shù)字化、智能化、系統(tǒng)化、微型化和網絡化等特征,為自動檢測及控制過程中的首要環(huán)節(jié)。充分發(fā)揮傳感器的作用和價值,能夠使物體更加立體、形象。依據感知功能,可將傳感器細分為熱、光、磁、氣和色等各類敏感元件。文章不一一舉例,著重探討溫、光、力和磁四個方面。1.2傳感器的分類第一,溫度傳感器。此類傳感器的核心是熱敏元件。通常,溫度傳感器中,熱敏軟件由雙金屬片、銅、鉑和半導體等各類熱電阻構成,甚至可以由熱電偶構成。半導體熱敏傳感器體積小,靈敏度和準確性都非常高,制作工藝也非常簡單,費用低,應用普遍。第二,光傳感器。目前,光電技術的發(fā)展速度非?？?由其滋生的光敏元件應用比較普遍。光敏元件的生產工藝比較簡單,價格比較便宜,廣泛應用于許多領域,比如光電二極管、光電耦合器和光敏電阻器等。第三,力敏傳感器。以往材料的形變和位移通常用物理量測量,而現(xiàn)在則被傳感器取代。目前,半導體器件技術發(fā)展較快。無論是半導體材料的電阻效能,還是器件物理特性,都通過力學原理進行測量。這一測量方法受到了人們的廣泛關注。力敏傳感器具備非常高的靈敏度,體積相對較小,非常輕便,便于搬運、收納。它普遍應用于測量器件壓力、加速度,甚至可以應用于工業(yè)控制。第四,磁敏傳感器。它依托磁場原理制作而成?；魻柶骷鳛橐环N磁敏傳感器,應用普遍?；魻柶骷痛抛杵骷謩e依據霍爾效應和磁阻效應原理制作而成。一旦出現(xiàn)外加磁場,周圍磁場增大時,半導體電阻隨之增大。電子元器件中,磁敏二極管和磁敏三極管應用普遍,而電子產品審計過程中,常用電子元器件?，F(xiàn)階段,磁敏元件生產工藝比較完備,磁敏傳感器正是以磁敏元件為基礎制作而成,可以用于測量電學量、磁學量和力學量。幾種常用傳感器一、光電傳感器光電傳感器是采用光電元件作為檢測元件的傳感器。它首先把被測量的變化轉換成光信號的變化，然后借助光電元件進一步將光信號轉換成電信號。光電傳感器一般由光源、光學通路和光電元件三部分而組成。1、光電傳感器工作原理光電傳感器是通過把光強度的變化轉換成電信號的變化來實現(xiàn)控制的。

光電傳感器在一般情況下，有三部分構成，它們分為：發(fā)送器、接收器和檢測電路。

發(fā)送器對準目標發(fā)射光束，發(fā)射的光束一般來源于半導體光源，發(fā)光二極管(LED)、激光二極管及紅外發(fā)射二極管。光束不間斷地發(fā)射，或者改變脈沖寬度。接收器有光電二極管、光電三極管、光電池組成。在接收器的前面，裝有光學元件如透鏡和光圈等。在其后面是檢測電路，它能濾出有效信號和應用該信號。2、光電傳感器結構分析光電傳感器通常由三部分構成，它們分別為：發(fā)送器、接收器和檢測電路。

發(fā)射器帶一個校準鏡頭，將光聚焦射向接收器，接收器出電纜將這套裝置接到一個真空管放大器上。在金屬圓筒內有一個小的白熾燈做為光源，這些小而堅固的白熾燈傳感器就是如今光電傳感器的雛形。接收器有光電二極管、光電三極管及光電池組成。光敏二極管是現(xiàn)在最常見的傳感器。光電傳感器光敏二極管的外型與一般二極管一樣，只是它的管殼上開有一個嵌著玻璃的窗口，以便于光線射入，為增加受光面積，PN結的面積做得較大，光敏二極管工作在反向偏置的工作狀態(tài)下，并與負載電阻相串聯(lián)，當無光照時，它與普通二極管一樣，反向電流很小稱為光敏二極管的暗電流;當有光照時，載流子被激發(fā)，產生電子-空穴，稱為光電載流子。此外，光電傳感器的結構元件中還有發(fā)射板和光導纖維。角反射板是結構牢固的發(fā)射裝置，它由很小的三角錐體反射材料組成，能夠使光束準確地從反射板中返回。它可以在與光軸0到25的范圍改變發(fā)射角，使光束幾乎是從一根發(fā)射線，經過反射后，仍從這根反射線返回。3、光電傳感器分類漫反射型：一般型或能量型(-8)，聚焦式(-8-H)，帶背景抑制功能型(-8-H)，帶背景分析功能型(-8-HW)反射板型：一般型(-6)，帶偏振濾波功能型(-54,-55)，帶透明體檢測功能型(-54-G)，帶前景抑制功能型(-54-V)對射型槽型光纖傳感器：塑料光纖型，玻璃光纖型色標傳感器，顏色傳感器，熒光傳感器光通訊激光測距：三角反射原理型，相位差原理型，時間差原理型光柵防爆/隔爆型4、光電傳感器應用煙塵濁度監(jiān)測儀防止工業(yè)煙塵污染是環(huán)保的重要任務之一。為了消除工業(yè)煙塵污染，首先要知道煙塵排放量，因此必須對煙塵源進行監(jiān)測、自動顯示和超標報警。煙道里的煙塵濁度是用通過光在煙道里傳輸過程中的變化大小來檢測的。如果煙道濁度增加，光源發(fā)出的光被煙塵顆粒的吸收和折射增加，到達光檢測器的光減少，因而光檢測器輸出信號的強弱便可反映煙道濁度的變化。條形碼掃描筆當掃描筆頭在條形碼上移動時，若遇到黑色線條，發(fā)光二極管的光線將被黑線吸收，光敏三極管接收不到反射光，呈高阻抗，處于截止狀態(tài)。當遇到白色間隔時，發(fā)光二極管所發(fā)出的光線，被反射到光敏三極管的基極，光敏三極管產生光電流而導通。整個條形碼被掃描過之后，光敏三極管將條形碼變形一個個電脈沖信號，該信號經放大、整形后便形成脈沖列，再經計算機處理，完成對條形碼信息的識別。產品計數(shù)器產品在傳送帶上運行時，不斷地遮擋光源到光電傳感器的光路，使光電脈沖電路產生一個個電脈沖信號。產品每遮光一次，光電傳感器電路便產生一個脈沖信號，因此，輸出的脈沖數(shù)即代表產品的數(shù)目，該脈沖經計數(shù)電路計數(shù)并由顯示電路顯示出來。光電式煙霧報警器沒有煙霧時，發(fā)光二極管發(fā)出的光線直線傳播，光電三極管沒有接收信號。沒有輸出，有煙霧時，發(fā)光二極管發(fā)出的光線被煙霧顆粒折射，使三極管接受到光線，有信號輸出，發(fā)出報警。測量轉速在電動機的旋轉軸上涂上黑白兩種顏色，轉動時，反射光與不反射光交替出現(xiàn)，光電傳感器相應地間斷接收光的反射信號，并輸出間斷的電信號，再經放大器及整形電路放大整形輸出方波信號，最后由電子數(shù)字顯示器輸出電機的轉速光電池在光電檢測和自動控制方面的應用光電池作為光電探測使用時，其基本原理與光敏二極管相同，但它們的基本結構和制造工藝不完全相同。由于光電池工作時不需要外加電壓；光電轉換效率高，光譜范圍寬，頻率特性好，噪聲低等，它已廣泛地用于光電讀出、光電耦合、光柵測距、激光準直、電影還音、紫外光監(jiān)視器和燃氣輪機的熄火保護裝置等。二、位移傳感器位移傳感器又稱為線性傳感器，是一種屬于金屬感應的線性器件，傳感器的作用是把各種被測物理量轉換為電量。小位移通常用應變式、電感式、差動變壓器式、渦流式、霍爾傳感器來檢測，大的位移常用感應同步器、光柵、容柵、磁柵等傳感技術來測量1、位移傳感器工作原理通過電位器元件將機械位移轉換成與之成線性或任意函數(shù)關系的電阻或電壓輸出。普通直線電位器和圓形電位器都可分別用作直線位移和角位移傳感器。但是，為實現(xiàn)測量位移目的而設計的電位器，要求在位移變化和電阻變化之間有一個確定關系。電位器式位移傳感器的可動電刷與被測物體相連。

物體的位移引起電位器移動端的電阻變化。阻值的變化量反映了位移的量值，阻值的增加還是減小則表明了位移的方向。通常在電位器上通以電源電壓，以把電阻變化轉換為電壓輸出。線繞式電位器由于其電刷移動時電阻以匝電阻為階梯而變化，其輸出特性亦呈階梯形。如果這種位移傳感器在伺服系統(tǒng)中用作位移反饋元件，則過大的階躍電壓會引起系統(tǒng)振蕩。因此在電位器的制作中應盡量減小每匝的電阻值。電位器式傳感器的另一個主要。

缺點：易磨損。

優(yōu)點：結構簡單，輸出信號大，使用方便，價格低廉。2、信號處理辨向原理

在實際應用中，位移具有兩個方向，即選定一個方向后，位移有正負之分，因此用一個光電元件測定莫爾條紋信號確定不了位移方向。為了辨向，需要有π/2相位差的兩個莫爾條紋信號。如圖2，在相距1/4條紋間距的位置上安放兩個光電元件，得到兩個相位差π/2的電信號u01和u02，經過整形后得到兩個方波信號u01’和u02’。光柵正向移動時u01超前u0290度，反向移動時u02超前u0190度，故通過電路辨相可確定光柵運動方向。

細分技術

隨著對測量精度要求的提高，以柵距為單位已不能滿足要求，需要采取適當?shù)拇胧δ獱枟l紋進行細分。所謂細分就是在莫爾條紋信號變化一個周期內，發(fā)出若干個脈沖，以減少脈沖當量。如一個周期內發(fā)出n個脈沖，則可使測量精度提高n備，而每個脈沖相當于原來柵距的1/n。由于細分后計數(shù)脈沖頻率提高了n倍，因此也稱n倍頻。

通常用的有兩種細分方法：其一：直接細分。在相差1/4莫爾條紋間距的位置上安放兩個光電元件，可得到兩個相位差90o的電信號，用反相器反相后就得到四個依次相差90o的交流信號。同樣，在兩莫爾條紋間放置四個依次相距1/4條紋間距的光電元件，也可獲得四個相位差90o的交流信號，實現(xiàn)四倍頻細分。其二：電路細分。3、主要分類直線位移傳感器

直線位移傳感器的功能在于把直線機械位移量轉換成電信號。為了達到這一效果，通常將可變電阻滑軌定置在傳感器的固定部位，通過滑片在滑軌上的位移來測量不同的阻值。傳感器滑軌連接穩(wěn)態(tài)直流電壓，允許流過微安培的小電流，滑片和始端之間的電壓，與滑片移動的長度成正比。將傳感器用作分壓器可最大限度降低對滑軌總阻值精確性的要求，因為由溫度變化引起的阻值變化不會影響到測量結果。角度位移傳感器

角度位移傳感器應用于障礙處理：使用角度傳感器來控制你的輪子可以間接的發(fā)現(xiàn)障礙物。原理非常簡單：如果馬達角度傳感器構造運轉，而齒輪不轉，說明你的機器已經被障礙物給擋住了。此技術使用起來非常簡單，而且非常有效；唯一要求就是運動的輪子不能在地板上打滑（或者說打滑次數(shù)太多），否則你將無法檢測到障礙物。一個空轉的齒輪連接到馬達上就可以避免這個問題，這個輪子不是由馬達驅動而是通過裝置的運動帶動它：在驅動輪旋轉的過程中，如果惰輪停止了，說明你碰到障礙物了?；舳轿灰苽鞲衅魉臏y量原理是保持霍耳元件（見半導體磁敏元件）的激勵電流不變，并使其在一個梯度均勻的磁場中移動，則所移動的位移正比于輸出的霍耳電勢。磁場梯度越大，靈敏度越高；梯度變化越均勻，霍耳電勢與位移的關系越接近于線性。圖2中是三種產生梯度磁場的磁系統(tǒng)：a系統(tǒng)的線性范圍窄，位移Z=0時，霍耳電勢≠0；b系統(tǒng)當Z<2毫米時具有良好的線性，Z=0時，霍耳電勢=0；c系統(tǒng)的靈敏度高，測量范圍小于1毫米。圖中N、S分別表示正、負磁極。霍耳式位移傳感器的慣性小、頻響高、工作可靠、壽命長，因此常用于將各種非電量轉換成位移后再進行測量的場合。光電式位移傳感器

它根據被測對象阻擋光通量的多少來測量對象的位移或幾何尺寸。特點是屬于非接觸式測量，并可進行連續(xù)測量。光電式位移傳感器常用于連續(xù)測量線材直徑或在帶材邊緣位置控制系統(tǒng)中用作邊緣位置傳感器。4、特性參數(shù)標稱阻值：電位器上面所標示的阻值。

重復精度：此參數(shù)越小越好。

分辨率：位移傳感器所能反饋的最小位移數(shù)值.此參數(shù)越小越好.導電塑料位移傳感器分辨率為無窮小。

允許誤差：標稱阻值與實際阻值的差值跟標稱阻值之比的百分數(shù)稱阻值偏差，它表示電位器的精度。允許誤差一般只要在±20%以內就符合要求，因為一般位移傳感器是以分壓的方式來使用，具體電阻的大小對傳感器的數(shù)據采集沒有影響。

線性精度：直線性誤差.此參數(shù)越小越好。

壽命：導電塑料