導(dǎo)電塑料角位移傳感器在分光計中的應(yīng)用（一）

引言

分光計能精確測量光線偏轉(zhuǎn)角度，是一種基本的精密光學(xué)儀器。分光計在光學(xué)實驗中有較多的應(yīng)用，如折射率的測定、光柵常量的測定等。分光計的游標讀數(shù)盤造價高、體積大，是一種機械式角度測讀裝置。在較暗的光學(xué)實驗室內(nèi),讀數(shù)費力，容易讀錯。針對上述缺點,技術(shù)人員采用了浙江慧仁電子有限公司的導(dǎo)電塑料角位移傳感器和外接電路，來代替分光計的游標度盤，實現(xiàn)了用電測法來測量角度,做分光計實驗。所用角度傳感器體積小、價廉、使用方便、易于數(shù)字化顯示，優(yōu)點明顯。實驗結(jié)果與用游標讀數(shù)盤測量結(jié)果相符。

一、分光計精密測角的特點

分光計能精確測定光線偏轉(zhuǎn)角度，是一種基本的精密光學(xué)儀器。它主要由4部分組成：準直管、望遠鏡、小平臺、刻度盤。為了精確測定光線的偏轉(zhuǎn)角度，準直管用來產(chǎn)生平行光，望遠鏡用來觀察衍射條紋和反射光線等。刻度盤上一般有720條等分線，游標上有30條等分線。用游標來提高精度，用雙游標來消除偏心差。

二、精密導(dǎo)電塑料角位移傳感器的特點和工作原理

導(dǎo)電塑料角位移傳感器是一種新型的角度傳感器,其結(jié)構(gòu)、外形和使用方法類似于一般的電位器,內(nèi)部關(guān)鍵部件是導(dǎo)電塑料基片。導(dǎo)電塑料按制作方法可分結(jié)構(gòu)型和復(fù)合型兩種，前者為本征型導(dǎo)電材料,精密導(dǎo)電塑料角位移傳感器屬于后一種。導(dǎo)電塑料按導(dǎo)電性能分為絕緣體、防靜電體、導(dǎo)電體和高導(dǎo)體。精密導(dǎo)電塑料片是屬于導(dǎo)電體一類, 一般是用專用樹脂作基料,再添加納米級的導(dǎo)電專用碳黑或其他材料,通過特殊加工工藝制成具有永久導(dǎo)電性和均勻表面電阻的功能型高分子材料。導(dǎo)電塑料可作為電子元件、集成電路包裝和電磁屏蔽等方面的材料,廣泛應(yīng)用于航天航空、汽車、醫(yī)療、機械、科研等領(lǐng)域。

導(dǎo)電塑料角位移傳感器體積小、重量輕,使用方便，能把機械量(角度變化)轉(zhuǎn)化為電學(xué)量(電壓)，具有機械壽命長、高可靠性、高分辨率、重復(fù)性好、線性好、輸出平滑、電阻溫度系數(shù)小等眾多優(yōu)點, 一般電氣行程為340°～ 350°，機械行程為360。本文介紹的分光計中采用的是浙江慧仁電子有限公司的精密導(dǎo)電塑料角位移傳感器，阻值為5 kΩ，功率為2W，獨立線性度小于0.1%。

精密導(dǎo)電塑料角位移傳感器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作電路如圖1所示，主要是一環(huán)形導(dǎo)電塑料基片，兩輸出端為1和2，旋柄對應(yīng)中間滑動端 3。當旋柄轉(zhuǎn)動，中間滑動端的觸點改變，輸出電壓也對應(yīng)變化，這樣可以把角度的變化轉(zhuǎn)化為輸出電壓的變化，即可以起到角度傳感器的作用。