导电塑料角位移传感器在分光计中的应用（一）

引言

分光计能精确测量光线偏转角度，是一种基本的精密光学仪器。分光计在光学实验中有较多的应用，如折射率的测定、光栅常量的测定等。分光计的游标读数盘造价高、体积大，是一种机械式角度测读装置。在较暗的光学实验室内,读数费力，容易读错。针对上述缺点,技术人员采用了浙江慧仁电子有限公司的导电塑料角位移传感器和外接电路，来代替分光计的游标度盘，实现了用电测法来测量角度,做分光计实验。所用角度传感器体积小、价廉、使用方便、易于数字化显示，优点明显。实验结果与用游标读数盘测量结果相符。

一、分光计精密测角的特点

分光计能精确测定光线偏转角度，是一种基本的精密光学仪器。它主要由4部分组成：准直管、望远镜、小平台、刻度盘。为了精确测定光线的偏转角度，准直管用来产生平行光，望远镜用来观察衍射条纹和反射光线等。刻度盘上一般有720条等分线，游标上有30条等分线。用游标来提高精度，用双游标来消除偏心差。

二、精密导电塑料角位移传感器的特点和工作原理

导电塑料角位移传感器是一种新型的角度传感器,其结构、外形和使用方法类似于一般的电位器,内部关键部件是导电塑料基片。导电塑料按制作方法可分结构型和复合型两种，前者为本征型导电材料,精密导电塑料角位移传感器属于后一种。导电塑料按导电性能分为绝缘体、防静电体、导电体和高导体。精密导电塑料片是属于导电体一类, 一般是用专用树脂作基料,再添加纳米级的导电专用碳黑或其他材料,通过特殊加工工艺制成具有永久导电性和均匀表面电阻的功能型高分子材料。导电塑料可作为电子元件、集成电路包装和电磁屏蔽等方面的材料,广泛应用于航天航空、汽车、医疗、机械、科研等领域。

导电塑料角位移传感器体积小、重量轻,使用方便，能把机械量(角度变化)转化为电学量(电压)，具有机械寿命长、高可靠性、高分辨率、重复性好、线性好、输出平滑、电阻温度系数小等众多优点, 一般电气行程为340°～ 350°，机械行程为360。本文介绍的分光计中采用的是浙江慧仁电子有限公司的精密导电塑料角位移传感器，阻值为5 kΩ，功率为2W，独立线性度小于0.1%。

精密导电塑料角位移传感器的内部结构和工作电路如图1所示，主要是一环形导电塑料基片，两输出端为1和2，旋柄对应中间滑动端 3。当旋柄转动，中间滑动端的触点改变，输出电压也对应变化，这样可以把角度的变化转化为输出电压的变化，即可以起到角度传感器的作用。