导电塑料位移传感器制造原理：压塑式与印刷式

导电塑料位移传感器，输出电压和直线位移（或旋转角度）成线性关系。它用导电塑料替代老式碳膜、金属膜电阻，精度、寿命、输出平滑性和分辨率都往上走了一截，早期用在军工，现在民用设备的位置反馈、位置检测和位移测量里也很常见。这篇讲它的两条制造工艺——压塑式和印刷式——各自怎么做出来、差别在哪，以及工艺为什么直接决定这个件在设备上能用多久。

导电塑料位移传感器的工作原理

它的核心是一块电阻体加一根电刷。电阻体是导电塑料做成的均质电阻层，电刷压在电阻体上滑动，滑动位置不同，取出的电压也不同，于是电压和位移就成了线性关系。原理和电位计一样，关键差别在电阻体材料。

老式碳膜、金属膜电阻体表面粗糙、颗粒之间有缝隙，电刷滑过去输出就会有细小的台阶，用久了还会磨出沟。导电塑料把导电颗粒均匀分散在高分子基体里，表面致密平滑，输出的连续性和分辨率都更好，耐磨性也上来了。

压塑式：模压基板，再往沟槽里灌电阻胶

压塑式是分两步做出来的。第一步做基板：把 DAP 热固性塑胶配上过氧化物引发剂，装进模具里加压加热，让它反应硬化成型。第二步做电阻体：把预先聚合好的胶状电阻塑胶倒进基板上预留的沟槽，再加温加压硬化，得到一条平滑的电阻体。

它的好处是电阻体做得厚实。沟槽里灌进去的料有厚度，耐磨的余量大，电刷来回跑很久才磨得动它，所以寿命长、线性度在全寿命期也比较稳。代价是工艺复杂，模具、温度和压力都要控，成本自然高一些，形状也受模具限制。

印刷式：丝网印酚醛浆料，烘烤成型

印刷式走的是另一条路。自动丝印机把酚醛树脂电阻浆料透过丝网印到基板上，再进炉烘烤，浆料固化就成了电阻体。电阻体的形状由丝网的孔决定，想印直的、弯的还是异形的都行，改一下网版就能换形状。

这条工艺简便、成本低，做一般定位、位移反馈的场合很划算。它的电阻体相对薄一些，耐磨的余量没有压塑式那么大，磨损之后的线性度劣化也来得快一点。精度本身并不差，差的是长期耐久。

两种工艺怎么选：一张表看差别

两条工艺没有好坏之分，只有配不配工况。先看动作频率和要求的寿命，再看成本和形状限制。

工艺之外，还有三件事决定它能用多久

工艺定的是上限，实际能用多久还要看三件事。

第一是电刷压力。压力大接触稳，但磨得快；压力小寿命长，却容易接触不良。这个值由厂家按材料和结构配好，别自己去掰电刷改压力。

第二是使用行程占比。总在同一个小区间来回，那一段会先磨穿，其余部分还是新的。有机会就让电刷定期走满全行程，把这层磨损摊开。

第三是环境介质。切削液、助焊剂蒸汽、油雾都会污染电阻体，附着之后接触电阻变大，输出就开始飘。安装位置避开喷溅区，必要时加防护罩或选密封结构。

我们碰过一个压机上的例子：传感器装在行程中段的一小段位置来回动作，动作频率很高。用了大半年开始跳数，拆开一看电阻体中间磨出一道亮痕，两端还跟新的一样。这就是行程占比的问题，后来把回零动作改成走满全行程，磨损摊开，用得就久了。

还有一个是机加工设备上的：切削液飞溅到传感器上，电阻体表面挂了一层油泥，输出忽大忽小。擦干净只管几天，最后是加了个简单的防护罩、把安装位置挪到喷不到的地方才彻底解决。介质污染这件事，靠清洁解决不了，得靠隔离。

另外别忽略安装同轴度。角度型如果轴不同心，电刷会偏磨一侧，线性度和寿命掉得都比正常快很多。

常见问题

问：导电塑料位移传感器的压塑式电阻体，到底怎么做出来的？
答：两步工序。先把 DAP 热固性塑胶配上过氧化物引发剂，在模具里加压加热硬化成基板；再把预先聚合好的胶状电阻塑胶倒进预留沟槽，加温加压硬化，得到平滑的电阻体。工艺复杂，换来的是电阻体厚实耐磨。

问：印刷式靠什么控制电阻体的形状？
答：靠丝网的孔。自动丝印机把酚醛树脂电阻浆料透过丝网印到基板上，再烘烤固化，网版上的孔是什么形状，印出来的电阻体就是什么形状。工艺简便、成本低，一般定位的场合用着划算。

问：高频往复又要长寿命，选哪种工艺？
答：选压塑式。它电阻体做得厚、耐磨余量大，来回跑得勤也扛得住。印刷式胜在便宜、形状灵活，精度也不差，就是长期耐久比不过压塑式。

问：为什么总在同一个区间来回会先磨穿？
答：磨损量跟滑过的距离成正比。动作再频繁，如果只在一小段里来回，那一段的累计滑动距离会远超其他位置，自然先磨到。让电刷定期走满全行程，是最省事的延缓办法。

问：电阻体被切削液污染了，擦干净能根治吗？
答：擦只能暂时缓解，根治靠隔离。油雾和切削液会持续附着，附着后接触电阻变大，输出就飘。把安装位置挪出喷溅区、加防护罩或选密封结构，才算把问题解决掉。