3.1 变阻器式传感器
电阻式传感器的原理和应用
电阻式传感器的原理和应用一、引言电阻式传感器是一种常用的传感器，根据电阻值的变化来检测并测量环境中的物理量。
它可以通过改变电流、电压或物体的位置来改变电阻值，并将这些变化转化为电信号进行测量和控制。
电阻式传感器广泛应用于工业自动化、汽车、电子设备、医疗仪器等领域，本文将介绍电阻式传感器的原理和应用。
二、电阻式传感器的原理电阻式传感器的原理是基于电阻值的变化来测量物理量。
常见的电阻式传感器包括拉压型传感器、温度传感器、位移传感器等。
2.1 拉压型传感器拉压型传感器是通过改变物体所受力大小来改变电阻值。
当物体受到外力作用时，传感器内部的电阻值会随之变化。
利用这种原理，可以测量物体所受的力大小。
拉压型传感器广泛应用于重力感应、压力测量、体重测量等方面。
2.2 温度传感器温度传感器是通过改变物体的温度来改变电阻值。
常见的温度传感器包括热敏电阻、热电偶等。
温度传感器可以根据电阻值的变化来测量物体的温度。
在汽车、电子设备、气象等领域都有广泛的应用。
2.3 位移传感器位移传感器是通过改变物体的位置来改变电阻值。
常见的位移传感器包括线性变阻器、电位器、差分电容传感器等。
位移传感器可以根据电阻值的变化来测量物体的位置，广泛应用于机械控制、自动化等领域。
三、电阻式传感器的应用电阻式传感器具有广泛的应用领域，以下列举了几个常见的应用场景：•工业自动化：电阻式传感器可以用于测量压力、温度、流量等工业参数，实现工业过程的自动化控制。
•汽车行业：电阻式传感器在汽车中的应用十分广泛，用于测量水温、油位、气压等参数，保证汽车的安全运行。
•智能家居：电阻式传感器可以应用于智能家居系统中，通过测量温湿度、烟雾等参数，实现家居设备的智能控制。
•医疗仪器：电阻式传感器在医疗仪器中的应用主要体现在体温计、血压计、心电仪等设备中，实现对人体健康状况的监测和测量。
•环境监测：电阻式传感器可以用于环境监测领域，例如测量大气压力、土壤湿度等参数，用于气象、农业等研究。
第三章 传感器
第三章常用的传感器§3.1传感器的分类一、传感器的定义通俗的讲，传感器就是将被测信息转换成某种信号的器件。
也就是将被测物理量转换成于之相对应的、容易检测、传输或处理的信号的装置，称之为传感器。
传感器通常直接作用于被测量。
传感器是对信号进行感受与传送的装置，它是测试装置的输入环节，因此传感器的性能直接影响着整个测试装置的工作可靠性。
近来，随着测量、控制及信息技术的发展，传感器作为这个领域内的一个重要构成因素，被视为90年代的重要技术之一受到了普遍的重视。
深入研究传感器的原理和应用，研制新型传感器，对于社会生产、科学技术和日常生活中的自动测量和自动控制的发展，以及在科学技术领域里实现现代化都有重要意义。
二、传感器的组成传感器一般由敏感元件、传感元件和测量电路三个主要部分组成，有时还加上辅助电源。
通常可用图表示如下：图4-1 传感器的组成由于其用途的不同或是结构原理的不同，其繁简程度相差很大。
因此，传感器的组成将依不同情况而有差异。
敏感元件——传感器的核心，它直接感受被测量（一般为非电量）并转换成信号形成，即输出与被测量成确定关系的其它量的元件，如膜片、热电偶，波纹管等。
传感元件——又称变换器，是传感器的重要组成部分。
传感元件可以直接感受被测量（一般为非电量）而输出与被测量成确定关系的电量。
如热电偶和热敏电阻等。
传感元件也可以不只感受被测量，而只是感受与被测两或确定关系的其它非电量；如应变式压力传感器的电阻片，并不直接感受压力，只是感受与被测压力成确定关系的应变，然后输出电量，在多数情况下，使用的就是这种传感元件。
测量电路——能把传感元件输出的电信号转换为便于显示、记录、控制和处理的有用电信号的电路。
测量电路视传感元件的类型而定。
三、传感器的分类在生产和科研中应用的传感器种类很多，一种被测量有时可以用集中传感器来测量，用一种传感器往往可以测量多种物理量。
为了对传感器有一个概括的认识，对传感器进行研究是很必要的。
chapter3 常用传感器和敏感元件new
敏感元件 转换元件 RLC 基本转换电路
电量
第3章 常用传感器和敏感元件
例：压力传感器：
兰州理工大学机电工程学院
基本转 换电路
电感线圈 磁芯
转换元件
大 气 压 输入P 被测量
敏感元件 转换元件
膜盒
敏感元件
壳体 RLC 基本转换电路
电量
第3章 常用传感器和敏感元件
兰州理工大学机电工程学院
3. 传感器的分类
1)按被测物理量分类 常见的被测物理量 机械量:长度,厚度,位移,速度,加速度 , 旋转角,转数,质量,重量,力, 压力,真空度,力矩,风速,流速 , 流量; 声: 声压,噪声. 磁: 磁通,磁场. 温度: 温度,热量,比热.
第3章 常用传感器和敏感元件 2)按工作的物理基础分类:
电阻应变片工作原理是基于金属导体的应变效 应，即金属导体在外力作用下发生机械变形时，其 电阻值随着所受机械变形(伸长或缩短)的变化而发 生变化象。
3.3.1 电阻式传感器
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1) 工作原理
金属应变片的电阻R为
R l / A
l
上述任何一个参数变换均会引起电阻变化,求导数
案例：桥梁固有频率测量
兰州理工大学机电工程学院
案例：电子称
原理 将物品重量通过悬臂梁转化结 构变形再通过应变片转化为电 量输出。
兰州理工大学机电工程学院
案例：冲床生产记数 和生产过程监测
兰州理工大学机电工程学院
案例：机器人握力测量
兰州理工大学机电工程学院
案例：振动式地音入侵探测器 适合于金库、仓库、古建筑的防范，挖墙、打 洞、爆破等破坏行为均可及时发现。
代入
传感器在机电一体化系统中的应用
传感器在机电一体化系统中的应用摘要：传感器是检测中首先感受被测量、并将它转换成与被测量有确定对应关系的电量器件，它是检测和控制系统中最关键的部分。
机电一体化是机械的主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术，并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称。
在机电一体化系统中,传感器处系统之首,其作用相当于系统感受器官,能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境考验,是机电一体化系统达到高水平的保证。
如缺少这些传感器对系统状态和对信息精确而可靠的自动检测,系统的信息处理、控制决策等功能就无法谈及和实现。
传感器在机电一体化系统中应用广泛，是机电产品中是必不可少的器件之一。
关键词：传感器；机电一体化系统前言在机电一体化系统中,传感器的作用相当于系统的感觉器官, 即从待测对象那里获取能反映待测对象特征和状态的信号。
检测传感技术的内容，一是研究如何将各种物理量（如位置、位移、速度、加速度、力、温度、压力、流量、成分等等）转换成与之成比例的电量；二是研究对转换的电信号的加工处理，如放大、补偿、标度变换等等。
机电一体化系统要求，检测传感装置能快速、精确、可靠地获取信息，并价格低廉。
但是，目前检测传感技术的发展还难以满足控制系统的要求。
不少机电一体化系统不能达到满意的效果，或无法达到设计要求的关键原因，在于没有合适的传感器。
因此检测传感技术是机电一体化系统中的关键技术。
1 传感器在机电一体化系统中的作用及地位在机电一体化系统中，传感器处系统之首，其作用相当于系统感受器官，能快速、精确地获取信息并能经受严酷环境考验，是机电一体化系统达到高水平的保证。
如缺少这些传感器对系统状态和对信息精确而可靠的自动检测，系统的信息处理、控制决策等功能就无法谈及和实现。
传感器是左右机电一体化系统（或产品）发展的重要技术之一，广泛应用于各种自动化产品之中。
1.1 机器人用传感器工业机器人之所以能够准确操作，是因为它能够通过各种传感器来准确感知自身、操作对象及作业环境的状态，包括：其自身状态信息的获取通过内部传感器（位置、位移、速度、加速度等）来完成，操作对象与外部环境的感知通过外部传感器来实现，这个过程非常重要，足以为机器人控制提供反馈信息。
电阻应用式传感器的原理
电阻应用式传感器的原理1. 概述电阻应用式传感器是一种常用的传感器类型，用于测量电阻值的变化，并将其转换为与被测量参数相关的电信号。
本文将介绍电阻应用式传感器的原理及其应用。
2. 原理电阻应用式传感器利用电阻的变化来测量被测量参数的变化。
其原理基于电阻与电流、电压及温度之间的关系。
2.1 变阻器电阻应用式传感器通常使用变阻器作为核心部件。
变阻器是一个可变电阻，通过改变其电阻值来实现对被测量参数的测量。
2.2 电阻与电流根据欧姆定律，电阻和电流之间存在线性关系。
当电阻值增加时，电流减小；当电阻值减小时，电流增加。
电阻应用式传感器利用这一关系来测量电阻值变化，从而间接测量被测量参数。
2.3 电阻与电压电阻和电压之间也存在线性关系。
根据电阻与电压的公式，电阻值等于电压和电流的比值。
因此，通过测量电阻值和电源电压，可以计算出电流的大小。
2.4 电阻与温度电阻与温度之间也有密切的关系。
一般来说，电阻值随温度的升高而增加，线性关系较为明显。
因此，在测量温度变化时，可以利用电阻应用式传感器来测量电阻值的变化，从而计算出温度的大小。
3. 应用电阻应用式传感器在各个领域都有广泛的应用。
以下列举几个常见的应用场景：3.1 温度传感电阻应用式传感器可以用于测量温度变化。
将传感器放置于被测量物体表面，并通过测量电阻值的变化来计算出温度的大小。
这种应用在温度控制、气象观测等领域非常常见。
3.2 压力传感电阻应用式传感器也可以用于测量压力变化。
通过将传感器安装在被测量物体上，并通过测量电阻值的变化来计算出压力的大小。
这种应用在压力控制、工业自动化等领域中广泛使用。
3.3 液位传感电阻应用式传感器还可以用于测量液位变化。
通过将传感器安装在液体容器中的不同位置，并通过测量电阻值的变化来计算出液位的高度。
这种应用在液位监测、液体处理等领域中非常常见。
3.4 气体浓度传感电阻应用式传感器还可以用于测量气体浓度变化。
通过将传感器置于气体中，并通过测量电阻值的变化来计算气体浓度的大小。
第4部分传感器原理1电阻式
固态压阻式传感器
3 固态压阻式传感器
华中科测技试大技学术与机信械号学处院理
固态压阻式传感器的工作原理：与半导体应变片相 同，都是利用半导体材料的压阻效应。
区别在于：半导体应变片是由单晶半导体材料构成， 是利用半导体电阻做成粘贴式敏感元件。固态压 阻式传感器中的敏感元件则是在半导体材料的基 片上用集成电路工艺制成的扩散电阻，所以也称 为扩散型半导体应变片。
华中科测技试大技学术与机信械号学处院理
为了提高测量的频率范围，可先用弹性元件将被测
量转换成位移，然后用其他形式的传感器（如电阻、
电容等）将位移量转换成电信号输出。
近年来，在自动 检测、自动控制技术 中广泛应用的微型探 测开关也被看成是机 械式传感器。它能把 物体的运动、位置或 尺寸变化，转换为接 通、断开信号。
电阻应变式传感器
金属应变计
华中科测技试大技学术与机信械号学处应院理变计
半导体应变片
(2)半导体应变片
半导体应变片最简单 的典型结构如右图所示， 使用方法与金属应变片相 同，粘贴在被测物体上， 随被测试件的应变其电阻 值发生相应变化 。
半导体应变片工作原 理是基于半导体材料的 压阻效应，即单晶半导 体材料在沿某一轴向受 到外力作用时，其电阻
变阻器式传感器
华中科测技试大技学术与机信械号学处院理
案例：重量的自动检测--配料设备
原材料
原理：弹簧→力→位移 →电位器→电阻
位移
比较 重量设定
变阻器式传感器
案例：煤气包储量检测
华中科测技试大技学术与机信械号学处院理
钢丝 煤气包
原理：钢丝→收线圈数 →电位器 →电阻
变阻器式传感器
华中科测技试大技学术与机信械号学处院理
电阻式传感器原理和应用
• 变阻器式传感器 • 工作原理
1
2
• 测量电路
3
电阻应变式传感器 工作原理
1)金属电阻应变片
金属电阻应变片旳构造 (a)丝式(b)箔式
4
• 1)金属电阻应变片
假设一根长度为L横截面积为A电阻率为ρ，则电阻R为 当受到应变作用，L、A和ρ都会发生变化，使得R产生旳相对变化为
设金属旳截面半径为r,则有
5
根据材料力学理论，对于受拉压得圆杆有
其中：ε---所承受旳应变 μ---材料旳泊松比
σ---轴向应力
λ---材料旳压阻系数
E---材料旳弹性模量
带入原式有
6
2)半导体应变片
体型半导体应变片旳构造 1—引线；2—半导体片；3—基片
测量电路
直流电桥电路 (1)平衡条件
薄膜型半导体应变片旳构造 1—锗油油量表电路
22
14
几种电阻应变式传感器旳原理示意图 (a)位移传感器(b)加速度传感器(c)力传感器
(d)扭矩传感器(e)压力传感器
15
• 翼片式空气流量计
图4.16 翼片式空气流量计旳构造
16
图4.19 翼片式空气流量计电路原理
图4.20 翼片式空气流量计旳工作原理
17
线性输出型 节气门位置传感器 构造与输出特征 (a)构造构成(b)输出特征
全差动电桥电路 若是在同一试件上分别粘贴四片应变片，其中两片受拉力，两片受压力
将两个应变符号相同旳应变片接在相同旳桥臂上，则构成全差动电桥。 采用全差动电桥旳输出电压是用单应变片工作电桥敏捷度旳四倍，是半
差动电桥旳两倍。
13
电阻式传感器在汽车上旳应用
• 汽车上旳电阻式传感器主要有翼片式空气流 量计、节气门位置传感器、半导体压阻式进 气压力传感器、加速踏板位置传感器、安全 气囊中央碰撞传感器、可变电阻式液位传感 器等。
机械工程测试基础 第三章 传感器
3.3.1 电阻式传感器 R / R Sg E
x
●优点：尺寸、横向效应、机械滞后都很小，灵 敏系数大，输出大，可不需放大器连接，使得测量系 统简化。 ●缺点：电阻值和灵敏系数的温度稳定性差；测 量较大应变时非线性严重；灵敏系数随受拉或压而变， 且分散度大 。 分析表明，金属丝应变片与半导体应变片工作原 理的主要区别在于：前者利用导体形变引起电阻变化， 后者利用半导体电阻率变化引起电阻变化。
3.1 概述 2)按工作的物理基础分类: 见表3-1：机械式,电气式,光学式,流体式等.
3.1 概述 3)按信号变换特征: 能量转换型和能量控制型. 能量转换型:直接由被测对象输入能量使其工作. 例如:热电偶温度计,压电式加速度计. 能量控制型:从外部供给能量并由被测量控制外部 供给能量的变化.例如:电阻应变片.
dR d (1 2 ) x R
或
dR / R
x
1 2
d /
x
灵敏系数： 令
Sg dR / R
x
1 2 E , (d / E x )
Sg称为金属丝的灵敏系数，表示金属丝产生单 位变形时，电阻相对变化量的大小。 显然，sg 越大，单位变形引起的电阻相对变化 量越大。
机械工程测试技术基础
第三章
常用传感器与敏感元件
本章学习要求：
1.掌握传感器的分类方法 2.掌握常用传感器测量原理、 特点及其应用 3.掌握传感器选用原则
第三章 常用传感器与敏感元件
3.1 概述
1. 传感器定义 传感器是直接感受规定的被测量，并能按一定 规律将被测量转换成同种或别种量值输出的装置。 物理量 电量
Rp
xp
ch3.1电阻应变式传感器
3F [ R (h / 2)] 2 1 2 bh E
在外力作用下，各点的应力差别较大。
50
2. 应变式压力传感器
P
膜片式压力传感器
膜 片
R1 R2 R3 R4
R1
R2
U0
R3 U R4
ε t ε r
51
筒式压力传感器
温度补偿
机床液压系统的压力（106～107Pa），
金属电阻应变片的构造与规格
18
3.金属电阻应变片的种类
根据制作方法，金属应变片可以分为三类：
1）阻丝式应变片：金属电阻应变片的典型结构。将一根 高电阻率金属丝绕成栅形，粘贴在绝缘的基片和覆盖层之间 并引出导线构成。
特点： ① 蠕变较大，金属丝易脱胶，有逐渐被箔式取代的趋势； 蠕变 金属材料长期在不变的温度和不变的应力 ② 价格便宜，多用于大批量、一次性试验。 作用下发生缓慢的塑性变形的现象。
传感器的定义及其重要性
1.传感器（Transducer/Sensor）的定义 能感受规定的被测量并按照一定规律转换成可
用输出信号的器件或装置。
感受规定的被测量 输入x 按照一定规律转换
装置或器件
可用输出信号
输出y
传感器通常由敏感元件和转换元件组成。
1
转换元件
敏感元件
应变片电阻改变
膜片形变（应变）
压 力 作 用
举例：BH350－3AA150 (16) 为单轴箔式环氧基底用于线膨胀系数 16×10－6/℃的材料，最高工作温度150℃，栅长3mm的温度自补偿 应变片。 表3-1型号命名表
返
上
下
29
2.1 应变式传感器
3.1.1 工作原理
第2章---电阻式传感器
eebbay
Uxmax / Uxm a x
n
100 %
1 n
100
%
图2-5 理想阶梯特性曲线
电阻式传感器
理论直线：
过中点并穿过阶梯线的直线。 阶梯曲线围绕其上下跳动，从 而带来一定的误差，这就是阶 梯误差。
j
(1 Umax) 2n Umax
1 2n
100%
图2-5 理想阶梯特性曲线
二、非线性电位器
电阻式传感器
2.2 电阻应变式传感器--应变片
电阻应变片工作原理是基于金属导体的应变效应，即金 属导体在外力作用下发生机械变形时，其电阻值随着所 受机械变形(伸长或缩短)的变化而发生变化。
电阻式传感器 一、 电阻应变片的工作原理
提出问题
金属丝受拉或受压时，l、r 和 R 将如
何变化？
电阻式传感器
一.线性电位器的空载特性
当被测量发生变化时，通过电刷触点在 电阻元件上产生移动，该触点与电阻元 件间的电阻值就会发生变化，即可实现 位移(被测量)与电阻之间的线性转换。
电阻式传感器
Ux
Байду номын сангаас
Rx Rmax
U max
x xmax
U max
Rx
Rmax xmax
x kRx
Ux
U max xmax
x
ku x
电阻式传感器 二、 电阻应变片的主要特性
例 如果将100 的电阻应变片贴在弹性
试件上，试件受力横截面积S＝0.5×10－4 m2， 弹性模量E＝2×1011 N/m2，若有F＝5×104 N的
拉力引起应变片电阻变化为1 。试求该应变 片的灵敏系数。
电阻式传感器
二、 电阻应变片的主要特性
电阻式传感器
所谓指示应变ε指是指经过校准 的应变仪的应变读数，它是与应变片 的ΔR/R相对应的。真实应变ε真是 应变片的实际应变值。
30
图3-6 应变片的应变极限
第3章 电阻式传感器
一般情况下，影响应变极限大小的主要因素是 粘合剂和基底材料的性能。如使用过期的粘合剂， 因粘合剂与基底材料固定不充分，胶层与基底太厚 等，都会使应变极限达不到要求。
弹性模量是物质所具有的一种属性，它表示 某种材料反抗形变的能力。
物体单纯受张应力或压应力作用时，其应力与 应变的比值称为杨氏模量。 E F S Fl
l l Sl 14
第3章 电阻式传感器
电阻应变片的工作原理 ——金属的电阻－应变效应
金属丝的电阻随着它所受的机械变形的大小而发生相应的变
Hale Waihona Puke 化的现象称为金属的电阻应变效应。
（3-1）
式中：ρ ——电阻丝的电阻率； l ——电阻丝的长度； A ——电阻丝的截面1积6
第3章 电阻式传感器
当电阻丝受到拉力F作用时， 将伸长Δl，横截面积相应减小 ΔA，电阻率因材料晶格发生变形等因素影响而改变了Δρ，为 研究电阻值的变化，将（3-1）式取自然对数：
ln R ln ln L ln A
dr dL
r
L
（3-4）
μ为电阻丝材料的泊松比，负号表示轴向和径向应变方向相反
(dL为正时，dr为负）。
18
第3章 电阻式传感器
将 dA 2 dr 2 、 dL
Ar
L
代入
dR dL dA d
R LA
得
dR (1 2) d
R
（3-5）
19
第3章 电阻式传感器
或
dR R (1 2) d
《传感器原理与应用》3.1 电参量型-电阻式
☫ 用于直接测量温度或可以转换为温度测量的其他物理量的 测量，如热敏电阻体温表、热导式气体成分分析仪等。
2020/7/4
38
热电阻传感器
(3) 热电阻传感器的结构
☻ 热电阻主要由感温元件（电阻体）、内引线、保护管三
部分构成。
电阻体
不锈钢套管
安装固定件 接线盒
绝缘套筒
引线口
图3.21 工业热电阻的基本结构
2020/7/4
23
电阻应变式传感器的测力应用
2020/7/4
24
应用案例(1)：应变式压力传感器
膜片
压力
弹性梁 应变片
图3.16 应变式压力传感器
2020/7/4
25
电子秤
2020/7/4
磅秤
超市打印秤
26
电子天平
电子天平的精度 可达十万分之一
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人体秤
2020/7/4
28
传统传感器原理 及应用
Traditional Transducers
传统传感器
电参量型传感器 电量型传感器
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2
电参量型传感器
电参量型传感器是输出为电路参数，即电阻、电 感(自感) 和电容的传感器的总称，即将被测物理 量变化转换为电参数的变化，再配以适当的转换 电路，将输出的电参数转变为电量输出。
① 正温度系数(PTC)
✿
PTC型主要用于过热保护，定温控电阻/Ω
制，或作限流元件使用。
106
负温度系数
(NTC) 临界温度系数
② 负温度系数(NTC)
(CTR)
✿NTC型具有很高的负温度系数和较大 104
常见压力传感器原理汇总
常见压力传感器原理汇总压力传感器是一种用于测量压力的设备，常用于工业、汽车、医疗等领域。
以下是常见的压力传感器原理：1.电阻式压力传感器：电阻式压力传感器基于电阻的变化来测量压力。
传感器内部包含一个变阻器，当受力传到传感器上时，变阻器的阻值也发生变化。
通过测量阻值的变化，可以得出压力的数值。
该原理适用于低压力测量。
2.谐振式压力传感器：谐振式压力传感器基于谐振频率的变化来测量压力。
传感器内部包含一个谐振器，当受力传到传感器上时，谐振频率会发生变化。
通过测量频率的变化，可以得出压力的数值。
该原理适用于高压力测量。
3.容积式压力传感器：容积式压力传感器基于压力对容积的影响来测量压力。
传感器内部包含一个可以变化容积的压力腔体，当受力传到传感器上时，压力腔体的容积会发生变化。
通过测量容积的变化，可以得出压力的数值。
该原理适用于中压力测量。
4.气隙传感器：气隙传感器基于压力对气隙大小的影响来测量压力。
传感器内部包含一个气隙，当受力传到传感器上时，气隙大小会发生变化。
通过测量气隙的变化，可以得出压力的数值。
该原理适用于高精度压力测量。
5.晶体管式压力传感器：晶体管式压力传感器基于晶体管的电流变化来测量压力。
传感器内部包含一个晶体管，当受力传到传感器上时，晶体管的电流会发生变化。
通过测量电流的变化，可以得出压力的数值。
该原理适用于高精度压力测量。
6. piëzoresistive压力传感器：piëzoresistive压力传感器基于半导体材料的电阻变化来测量压力。
传感器内部包含一个或多个piëzoresistive材料，当受力传到传感器上时，材料的电阻会发生变化。
通过测量电阻的变化，可以得出压力的数值。
该原理适用于高精度压力测量，尤其在微小压力范围内更具优势。
以上是常见的压力传感器原理。
不同的传感器原理适用于不同的压力范围和精度要求。
选择合适的压力传感器原理是确保测量准确性和稳定性的关键。
3.1 变阻器式传感器
1 变阻器式传感器工作原理 变阻器式传感器也称电位器式传感器，其工作原理
是通过改变电路中电阻值的大小，将物体的位移转 换为电阻的变化。 当电阻丝直径与材质一定时，则电阻R随导线长度l 而变化。常用电位器式传感器有直线位移型、角位 移型和非线性型.
1
电位器式传感器类型
2
Байду номын сангаас
2 变阻式传感器的优点
(1)结构简单、尺寸小、重量轻、价格低廉且性能稳定； (2)受环境因素(如温度、湿度、电磁场干扰等)影响小； (3)可以实现输出—输入间任意函数关系； (4)输出信号大，一般不需放大。
缺点是:因为存在电刷与线圈或电阻膜之间摩擦，因此
需要较大的输入能量；由于磨损不仅影响使用寿命和 降低可靠性，而且会降低测量精度，分辨力较低；动 态响应较差，适合于测量变化较缓慢的量。
3
3 变阻式传感器的应用
变阻式传感器常用来测量位移、压力、加速度等参 量。
被测位移使测量轴沿导轨轴向移动时，带动电刷在 滑线电阻上产生相同的位移，从而改变电位器的输 出电阻。精密电阻与电位器电阻式电桥的两个桥臂， 构成电桥测量电路。
4
变阻式传感器位移传感器的结构图
5
电阻式传感器工作原理
电阻式传感器工作原理电阻式传感器是一种常见的传感器类型，它通过测量电阻值的变化来获取所需的物理量信息。
它的工作原理基于电阻的变化与被测量物理量之间的关系，通过测量电阻的变化来间接地获得被测量物理量的数值。
在电阻式传感器中，基本的工作原理是通过改变电阻器的电阻值来实现测量。
电阻器是由电阻材料制成的，当外界物理量作用于电阻器时，电阻器的电阻值会发生变化。
这种变化可以通过测量电阻器两端的电压或电流来获取。
通常，电阻式传感器的基本结构是将电阻器与测量环境相连接，通过改变电阻器的电阻值来实现物理量的测量。
例如，一个温度传感器可以使用电阻材料来制作电阻器。
当环境温度发生变化时，电阻材料的电阻值也会发生相应的变化。
通过测量电阻器的电阻值，我们可以间接地获得环境温度的数值。
电阻式传感器的工作原理可以通过一个简单的电路来理解。
假设我们将一个电阻器与一个电压源和一个电流表相连接。
当电压源施加在电阻器上时，电流通过电阻器，电流表会测量到通过电阻器的电流值。
当电阻器的电阻值发生变化时，电流值也会相应地发生变化。
通过测量电流表的读数，我们可以推断出电阻器的电阻值发生了变化，进而得到被测量物理量的数值。
电阻式传感器具有许多优点，如结构简单、制造成本低、工作可靠等。
它们可以应用于多种不同的领域，例如温度测量、压力测量、湿度测量等。
此外，电阻式传感器的响应速度较快，精度较高，可以满足许多实际应用的需求。
然而，电阻式传感器也存在一些局限性。
首先，电阻式传感器的灵敏度受限于电阻材料的特性。
其次，电阻式传感器的测量范围受限于电阻器的电阻范围。
此外，电阻式传感器对温度、湿度等环境因素的影响较大，需要进行相应的校准和补偿。
总结起来，电阻式传感器是一种常见的传感器类型，通过测量电阻的变化来间接地获取被测量物理量的数值。
它的工作原理基于电阻的变化与被测量物理量之间的关系。
电阻式传感器具有结构简单、制造成本低、工作可靠等优点，可以广泛应用于各个领域。
电阻式传感器工作原理
电阻式传感器工作原理电阻式传感器是一种常见的传感器类型，它利用电阻的变化来检测和测量物理量。
其工作原理可以简单描述为：当物理量发生变化时，电阻值也会发生相应的变化，通过测量电阻值的变化，我们可以获得物理量的信息。
电阻是电流通过时所遇到的阻碍，它是由导体的几何形状、材料和长度等因素决定的。
一般来说，电阻与导体的截面积成反比，与导体的长度成正比。
当物理量发生变化时，导体的几何形状、材料和长度等因素都可能发生改变，从而导致电阻值的变化。
以温度传感器为例，温度的变化会引起导体材料的热膨胀或收缩，进而改变导体的几何形状和长度。
在这种情况下，电阻值也会发生变化，从而可以通过测量电阻值的变化来获得温度的信息。
其他类型的电阻式传感器，如湿度传感器、压力传感器等，也是利用相应物理量对导体的影响来改变电阻值。
为了测量电阻值的变化，我们需要将电阻式传感器连接到一个称为电桥的电路中。
电桥是由四个电阻组成的，其中一个是电阻式传感器。
当电阻式传感器的电阻值发生变化时，电桥中的电流分布也会发生变化，进而导致电桥的输出电压发生变化。
通过测量电桥的输出电压，我们可以间接地获得电阻式传感器的电阻值变化，从而得到物理量的信息。
需要注意的是，电阻式传感器的工作原理是基于电阻值的变化，因此在测量过程中，我们需要保证电阻式传感器与测量电路的稳定性。
一方面，传感器本身的稳定性对测量结果具有重要影响，因此传感器的制造质量和选用合适的材料十分重要。
另一方面，测量电路的稳定性也是至关重要的，我们需要选择合适的电桥电路来保证测量的准确性和可靠性。
总结一下，电阻式传感器利用电阻值的变化来检测和测量物理量。
其工作原理是通过测量电阻值的变化来获得物理量的信息。
为了实现测量，我们需要将电阻式传感器连接到电桥电路中，并保证传感器与测量电路的稳定性。
通过合理选择传感器材料和制造工艺，以及设计合适的电桥电路，我们可以实现对各种物理量的准确测量，并应用于各种领域，如温度测量、湿度测量、压力测量等。
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3 变阻式传感器的应用
变阻式传感器常用来测量位移、压力、加速度等参 量。
被测位移使测量轴沿导轨轴向移动时，带动电刷在 滑线电阻上产生相同的位移，从而改变电位器的输 出电阻。精密电阻与电位器电阻式电桥的两个桥臂， 构成电桥测量电路。
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(1)结构简单、尺寸小、重量轻、价格低廉且性能稳定； (2)受环境因素(如温度、湿度、电磁场干扰等)影响小； (3)可以实现输出—输入间任意函数关系； (4)输出信号大，一般不需放大。
缺点是:因为存在电刷与线圈或电阻膜之间摩擦，因此
需要较大的输入能量；由于磨损不仅影响使用寿命和 降低可靠性，而且会降低测量精度，分辨力较低；动 态响应较差，适合于测量变化较缓慢的量。
3.1 变阻器式传感器
1 变阻器式传感器工作原理 变阻Hale Waihona Puke 式传感器也称电位器式传感器，其工作原理
是通过改变电路中电阻值的大小，将物体的位移转 换为电阻的变化。 当电阻丝直径与材质一定时，则电阻R随导线长度l 而变化。常用电位器式传感器有直线位移型、角位 移型和非线性型.
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电位器式传感器类型
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2 变阻式传感器的优点
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变阻式传感器位移传感器的结构图
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