微小量程电阻式直线位移传感器(电子尺)線性精度誤差的分析

目前国内外的小量程(5~25mm行程)的电阻式直线位移传感器其线性精度误差一般最好的在+-0.3%左右,很难突破做到+-0.1%的线性精度内.比如德国或是美国进口的电阻式位移感测器最好的线性误差也是在+-0.2%附近,其原因是因為小行程的位移感测器其总的位移行程很短,而在这很短的行程内修刻电阻体或是检测电阻体时对修刻设备的精度及检测设备的精密度都是很高的要求,再加上电阻体印刷时每个行程位置的厚薄都不一样,且修刻出来电阻体的电压值跟位移量其线性度因為要在很小的行程取多点的电压值所以误差会比相对大行程取相同点数的电压值来的大(如下图所示),所以小行程电阻式位移感测器之线性精度很难让其修刻后的线性精度达到+-0.1%.
直线位移传感器量测行程大小之量测取点数对线性精度的引响.

小行程高精度的选型思路

正因微小量程电阻式位移传感器在线性精度上受刻修与检测极限制约，当应用对±0.1% 以内精度有硬性要求时，单纯依赖刻修难以稳定达成。此时可优先考虑非接触式的磁致伸缩或光栅/磁栅类方案，它们在小行程下仍能保持较高的分辨率与重复性，且不受电阻体厚薄不均影响。若因成本或结构限制仍需采用电阻式，则应在验收时按实际行程取多点标定，并以最大线性误差而非平均值作为判据，同时在机构上尽量减小装调偏差带来的附加误差，必要时配合信号调理改善整体表现。