電阻尺

快速發展的控制工程促使電子控制系統的進步，從而造成了對感測器的巨量需求，工業使用的感測器要求性能出眾，價格便宜，可在苛刻環境下（例如-40到150攝氏度環境）下工作，本文主要闡述用來測量角度和直線運動的導電塑膠電阻尺的性能參數。

基本介紹

• 中文名：電阻尺
• 外文名：MINOR
• 線性誤差：0.05%
• 結構：傳動軸或操縱桿
• 苛刻環境：例如-40到150攝氏度環境

基本構成

這種位置電阻尺主要包括以下部分：

a、電阻（輔助材料+導電塑膠電阻軌道）

電阻導軌是感測器中最重要的部分，採用導電塑膠覆蓋在基材上，具有良好的耐磨特性。採用專業精密修刻設備將導電塑膠軌道修刻到所要求的線性度。

b 、電刷（貴重金屬合金）電刷是電阻尺中的決定性元件，它有貴重金屬支撐，採用多觸電結構設計，壽命長(一億次)，啟動力矩低，可高速運作（10m/s）

c 、傳動軸或操縱桿

d 、連線軸承

e 、外殼

獨立線性

如果電刷沿著一個方向運動，那么電阻尺的輸出電壓和機械輸入值存在一定的關係。實際曲線距離理想直線最大的電壓偏差與電阻尺的滿量程之比被稱為獨立線性誤差。誤差±F是表示以百分比計算的輸出電壓與理論輸入電壓之間的偏差。如今獨立線性率的典型值介於0.2 %和0.02 % 之間。

絕對線性

（絕對線性變得越來越具有使用價值，它不像獨立線性，絕對線性的參考邊界已經限制好了，不需要進行系統微調。絕對線性由一個指標點做標準，建立了一個機械輸入(角度或者行程)和電阻尺電壓輸出之間的關係，因為這個參考點是根據實際情況確定的，所以更加適合工業過程控制的需要。絕對線性要求輸出值在圖中所約定的公差範圍之內。）

接觸電阻

接觸是電刷的終端和電刷在電阻尺的電阻軌道的直接接觸點之間的電阻。接觸電阻是影響電阻尺性能的重要指標。接觸電阻由三個部分組成：

第一部分載流電阻軌道和接觸面之間的整體壓降。這部分在很大程度上取決於加工技術因素，大概有幾百歐姆。

第二個部分，，外部元件，這一點要遠比第一點難以控制。這個外部過渡電阻和發生在開關和插頭和插座連線器之間的接觸電阻有很大的相似之處。從電學的角度講這是由於之間電刷和電位器電阻軌道之間的過度部分接觸不理想。金屬氧化物，氯化物和硫化物，混合各種有機物質，會導致在電阻軌道表面行程薄的絕緣層。如果不能保證在一定的範圍內，這些額外的電阻在不利的條件下將導致完全超出設定的公差範圍之外。絕對有必要嚴格保證電位器在製造過程中收到嚴格的質量控制，並保證匹配性。

第三個部分，動態部分，和電刷在驅動力的作用下高速運動有關。藉助於阻尼電刷，才能實傳動速度達10米/秒的時候不明顯的增加任何電阻。

誤差產生原因

線性誤差主要有兩方面原因：

一、由電路造成的，例如，當微弱的工作電流通過電刷的時候，由於接觸電阻的存在，類似於出現了歐姆負載的情況，例如：當經過電刷的工作電流由1μA增加到10μA的時候，精度會損失1%，接觸電阻數值越小，對線性度影響也越小，工作電流越小，對線性度影響也越小。

二、由於機械連線造成的，如果有軸向錯位（偏心率），那么驅動器和電位器之間的運動存在一個夾角，這將導致線性誤差。

輸出平滑度

平滑度是衡量電阻尺的輸出電壓偏離理想的規律的一個指標。這個指標通常用超過指定行程增量的電壓與套用電壓的比值來表示，例如用套用電壓的百分比來表示。輸出平滑度受接觸電阻，解析度還有其他非線性因素的影響。

解析度

解析度用來衡量電阻尺的輸出敏感性，它主要取決於檢測原理，電阻式位置感測器的解析度是無限小的，因此任何微小的移動都會被檢測到。

重複精度

電阻尺在反覆運行時，每次在同一機械位置時的輸出值不一樣。這些輸出值的最大差值就是重複精度。重複精度主要受到溫度，濕度，機械連線方式等因素的影響。

遲滯

遲滯反映電阻尺的正向特性（輸入量增大）與反向特性（輸入量減小）的不一致性，一般由實驗確定，造成遲滯的原因很多，例如：傳動機構的間隙，摩擦，彈性元件的彈性滯後的影響等。

使用壽命

導電塑膠電阻尺（MINOR)的使用壽命已經可以達到上億次，已經可以滿足大多的工業設備的需要，是今後的發展主流方向。