传感器位移特性实验 浅谈传感器的应用——位移测量

浅谈传感器的应用——位移测量

通过学习，我们了解到传感器对于信息技术十分关键，在生活各个方面占有着不可或缺的地位，能够测量不同的物理量（如力、速度，气体、液体、温度等），本文主要介绍用于位移测量的传感器，并简要阐述其工作原理。

以下便是对几种测量位移传感器的介绍。

一、电阻应变式位移传感器

电阻式传感器基本原理是将被测信号的变化转变成电阻值的变化，能够进行位移、形变、力等的测量，而应变式位移传感器便是基于电阻式传感器所制成，其工作原理主要是将被测位移量转换成弹性元件的形变和应变，然后通过应变片和应变电桥，输出一个正比于被测位移的电量，同时这种传感器采用了悬臂梁-螺旋弹簧串接的组合结构，测量的位移较大，通常在10-100mm.

二、电容式传感器

电容式传感器的基本原理便是将被非测量转换成电容量变化的传感器，也就是说通过电容的变化，可以通过C=εA/d就可求出位移量，电容式传感器除了能够用于测量位移，还能够测量振动、角度、加速度等。

三、差分变压器式传感器

工作原理同变压器，由两个或多个带铁芯的电感线圈组成，一、二次绕组之间的耦合，随衔铁或两个绕组之间的相对位移而改变，也就是说被测件的微小位移使衔铁在差分线圈中移动，线圈的电感值就会发生变化，将被测位移量转换成电压输出，其中两个二次绕组反向串接，此时差分输出电压为零，于此同时通过输出我们就可以知道衔铁位移的大小和方向，并由此可判断出被测物体的移动方向和位移量大小。

四、霍尔式位移传感器

将磁场强度相同的两块永久磁铁，同极性相对的放置，霍尔元件处在两块磁铁之间，此时霍尔电势为零，位移为零，若霍尔元件发生相对位移，霍尔元件感受的磁感应强度也会改变，此时霍尔电势的大小反映出霍尔元件与磁铁间的相对位置的变化，就能够求出位移量大小，适合测量微位移及振动的测量。

五、总结

通过学习我们能够知道对于不同精度和不同被测对象，所选择的测量传感器都不尽相同。因此，我们学习传感器一定要先学会其基本工作原理，找到不同传感器相通的地方，针对性地学习，这样才能提高对传感器知识点的掌握。

模拟式位移传感器测试试题

一、填空题

1.电位器按结构形式不同，可分为__________和__________两大类。

2. 电位器式位移传感器有_____________和_______两种类型。

3.电位器式位移传感器的分辨力取决于____________________________。

4.电容式位移传感器是利用__________之间的距离与_________________成反比的原理来测量距离的，用电容式位移传感器测量位移响应快、电路简单、精确度高。

5.电容式位移传感器按结构特点可分为变极距型,______________型和变面积型三种。

6.电容式位移传感器将非电量的变化转换为__________________的变化来实现对物理量的测量。

7.变极距型电容式传感器单位输入位移所引起的灵敏度与两极板初始间距成____________关系。

8.电容式位移传感器的主要缺点有_________________和____________________等。

9.差动变压器主要包括_________________，_____________和_________________等。

10.在非电量的测量中，目前应用最多的是_________________式差动变压器。

二、选择题

1.电位器式位移传感器的（ ）可以代表电位器的精度。

A.分辨力噪声

B. 额定功率

C.高频特性

D.符合度

2.引起电容式位移传感器本身固有误差的原因是（ ）。

A.温度对结构尺寸的影响

B. 电容电场边缘效应的影响

C.分布电容的影响

D.后继电路放大倍数的影响

3.当变间隙型电容式位移传感器两极板间的初始距离d增加时，传感器的（ ）。

证码

A.灵敏度增大

B.灵敏度减小

C.非线性误差增大

D. 非线性误差不变

4.测量固体或液体物位时，应选用（ ）电容式位移传感器。

A. 变间隙型

B.变面积型

C.变介电常数型

D.空气介质变间隙型

5.使用差动变压器式传感器时，两个二次绕组（ ），以差动的方式输出。

A. 正向串接

B. 反向串接

C.并接

D.相互独立

三、简答题

1.简要说明电容式位移传感器的工作原理。

2.电容式位移传感器有哪些类型？主要用途分别是什么？

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