基于增量式光电编码器位移传感器研究

王 兴，贾晓虎，郝春丽

（1. 太原科技大学 山西 太原 030024；2.北方自动控制技术研究所 山西 太原 030006；3.阳泉市第16中学 山西 阳泉 045000）

传统的拉线式位移传感器大多采用电位器式位移传感器，它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。普通直线电位器和圆形电位器都可分别用作直线位移和角位移传感器。但是，为实现测量位移目的而设计的电位器，要求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，阻值的增加与减小则表明了位移的方向。通常在电位器上给定电源电压，把电阻变化转换为电压输出。由于其电刷移动时电阻以匝电阻为阶梯变化，其输出特性亦呈阶梯形。如果这种位移传感器在伺服系统中用作位移反馈元件的时，则过大的阶跃电压会引起系统振荡。因此在电位器的制作中应尽量减小每匝的电阻值。同时，电位器式传感器的另一个主要缺点是易磨损、分辨力差、阻值偏低、高频特性差，从而导致测量精度下降。

本项目基于增量式光电编码器原理研制的数字显示式拉线式位移传感器，一方面对目前拉线式位移传感的改进和完善，其动态范围大，具有温度修正功能，最大量程大，测量精度高。仪器成本低廉，安装、调试与定标方便，系统运行功耗低，抗干扰能力强，适用于野外长时间自动监测。……