什么是位移傳感器的靈敏度和分辨率

　　靈敏度是指位移傳感器在穩(wěn)態(tài)工作情況下輸出量變化△y對(duì)輸入量變化△x的比值。它是輸出一輸入特性曲線的斜率。如果傳感器的輸出和輸入之間顯線性關(guān)系，則靈敏度S是一個(gè)常數(shù)。否則，它將隨輸入量的變化而變化。靈敏度的量綱是輸出、輸入量的量綱之比。例如，某位移傳感器，在位移變化1mm時(shí)，輸出電壓變化為200mV，則其靈敏度應(yīng)表示為200mV/mm。當(dāng)傳感器的輸出、輸入量的量綱相同時(shí)，靈敏度可理解為放大倍數(shù)。提高靈敏度，可得到較高的測(cè)量精度。但靈敏度愈高，測(cè)量范圍愈窄，穩(wěn)定性也往往愈差。

　　位移傳感器的分辨率

　　分辨率是指位移傳感器可感受到的被測(cè)量的最小變化的能力。也就是說，如果輸入量從某一非零值緩慢地變化。當(dāng)輸入變化值未超過某一數(shù)值時(shí)，傳感器的輸出不會(huì)發(fā)生變化，即傳感器對(duì)此輸入量的變化是分辨不出來的。只有當(dāng)輸入量的變化超過分辨率時(shí)，其輸出才會(huì)發(fā)生變化。通常傳感器在滿量程范圍內(nèi)各點(diǎn)的分辨率并不相同，因此常用滿量程中能使輸出量產(chǎn)生階躍變化的輸入量中的最大變化值作為衡量分辨率的指標(biāo)。上述指標(biāo)若用滿量程的百分比表示，則稱為分辨率。分辨率與傳感器的穩(wěn)定性有負(fù)相相關(guān)性

　　位移傳感器技術(shù)是工業(yè)機(jī)器人的核心技術(shù)，而工業(yè)機(jī)器人又是自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)的重要標(biāo)志。機(jī)器人技術(shù)的飛速發(fā)展，與位移傳感器技術(shù)的深度開發(fā)息息相關(guān)。位移傳感器應(yīng)用于機(jī)器人與機(jī)械手測(cè)控系統(tǒng)，將位移、尺寸、距離、形變等物理量轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)器人與機(jī)械手的精準(zhǔn)定位。

　　位移傳感器精度決定了工業(yè)機(jī)器人與機(jī)械手的控制精度。如果位移傳感器測(cè)控精度過低，機(jī)器人與機(jī)械手就會(huì)出現(xiàn)無法準(zhǔn)確定位，抓取不到物件的情況。

　　因此，大部分用戶在位移傳感器選型時(shí)，更愿意選擇質(zhì)量穩(wěn)定的品牌產(chǎn)品，降低位移傳感器在使用中出現(xiàn)異常狀況的概率，并延長(zhǎng)傳感器使用壽命，縮減維護(hù)的周期與頻率。除此之外，傳感器在安裝使用過程中應(yīng)嚴(yán)格按照使用說明操作，減小外界干擾對(duì)位移傳感器性能的影響。

　　位移傳感器扭矩測(cè)量采用應(yīng)變電測(cè)技術(shù)。在彈性軸上粘貼電阻應(yīng)變計(jì)組成測(cè)量電橋，當(dāng)彈性軸受扭矩產(chǎn)生微小變形后引起電橋電阻值變化，應(yīng)變電橋電阻的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的變化從而實(shí)現(xiàn)扭矩測(cè)量。傳感器就完成如下的信息轉(zhuǎn)換： 傳感器由彈性軸、測(cè)量電橋、儀器用放大器、接口電路組成。彈性軸是敏感元件，在45度和135度的方向上產(chǎn)生最大壓應(yīng)力和拉應(yīng)力，這個(gè)時(shí)候承受的主應(yīng)力和剪應(yīng)力相等，其計(jì)算公式為： 式中τ—主應(yīng)力，此時(shí)與σ相等Ｗp—軸截面極矩測(cè)量電橋可以采用半導(dǎo)體電阻應(yīng)變片，并將它們接成差動(dòng)全橋,其輸出電壓正比于扭轉(zhuǎn)軸所受的扭矩。 應(yīng)變片的電阻R1=R2=R3=R4＝R0,可以得到下面的式子： 式中， Ｅ－軸材料的彈性模量 u－電橋的供電電壓 S－電阻應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)放大電路采用儀器用放大電路，它由專用儀器用放大電路構(gòu)成，也有三只單運(yùn)放電路組合而成，放大倍數(shù)為K，放大后的電壓Ｖ為： 為了使一起具有高精度，必須使靈敏度系數(shù) 為常數(shù)。

　　在電阻應(yīng)變式的動(dòng)態(tài)位移傳感器中，需要解決的技術(shù)關(guān)鍵是：

　　(1)、彈性軸的工作區(qū)域不應(yīng)該大于彈性區(qū)域的1/3，且取初始段。為了將遲滯誤差減低到最底，按照超載能力指數(shù)選取最大的軸徑。

　　(2)、采用LM型硅擴(kuò)散力敏全橋應(yīng)變片，較好的敏感性，很小的非線形度

　　(3)、采用高精度的穩(wěn)壓電源。