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類型分類：: 科普知識(shí)

數(shù)據(jù)分類：: 位移傳感器

LVDT位移傳感器的原理及優(yōu)點(diǎn)

發(fā)布日期：2022-10-09 點(diǎn)擊率：188

LVDT一直是位移測量普遍使用的傳感器技術(shù)。該器件相對簡單、能在寬溫度范圍內(nèi)工作、具有極精細(xì)的分辨率、可靠性高、不易損壞、非常適合從微米級至幾個(gè)英寸的線性測量，缺點(diǎn)是當(dāng)行程超過±3in時(shí)就不那么經(jīng)濟(jì)實(shí)用。　　
    LVDT的結(jié)構(gòu)由鐵心、銜鐵、初級線圈、次級線圈組成，初級線圈、次級線圈分布在線圈骨架上，線圈內(nèi)部有一個(gè)可自由移動(dòng)的桿狀銜鐵。當(dāng)銜鐵處于中間位置時(shí)，由于變壓作用，每個(gè)次級繞組感應(yīng)一個(gè)幅度相等的電壓，然而次級繞組是按反向串聯(lián)繞制的，兩個(gè)電壓相位相反，兩個(gè)次級線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢相等，這樣輸出電壓為0,零值的正確位置應(yīng)是兩個(gè)次級繞組輸出最低值時(shí)的位置。當(dāng)然，零電壓在解調(diào)后是沒有意義的。當(dāng)銜鐵在線圈內(nèi)部移動(dòng)并偏離中心位置時(shí)，兩個(gè)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢不等，線圈上的電壓，一個(gè)增加，另一個(gè)減少，在輸出導(dǎo)線上形成一個(gè)穩(wěn)定的增長電壓輸出，其電壓大小取決于位移量的大小。為了提高傳感器的靈敏度，改善傳感器的線性度、增大傳感器的線性范圍，設(shè)計(jì)時(shí)將兩個(gè)線圈反串相接、兩個(gè)次級線圈的電壓極性相反，LVDT輸出的電壓是兩個(gè)次級線圈的電壓之差，這個(gè)輸出的電壓值與鐵心的位移量成線性關(guān)系。LVDT工作過程中，鐵心的運(yùn)動(dòng)不能超出線圈的線性范圍，否則將產(chǎn)生非線性值，因此所有的LVDT均有一個(gè)線性范圍。
    由于鐵芯是電感性耦合至線圈的，運(yùn)動(dòng)的鐵心和靜止的部件之間不存在任何機(jī)械接觸，因而LVDT是一種非接觸式位移傳感器，這表明，它可用于不斷地運(yùn)動(dòng)著的應(yīng)用，不必?fù)?dān)心它是否會(huì)磨損。當(dāng)然，要是用機(jī)械裝配來對齊線圈組件，那末總會(huì)有一些磨損，使用壽應(yīng)根據(jù)具體裝配方法來評估。
    LVDT還是一種絕對位移傳感器，它提供相對于一個(gè)固定基準(zhǔn)的距離讀數(shù)，而不是相對于前一個(gè)位置的讀數(shù)。這在高噪聲工業(yè)環(huán)境中是十分重要的，當(dāng)外部原因破壞測量數(shù)據(jù)時(shí)仍能保證正確的信號(hào)。
    LVDT具有諸多卓越的品質(zhì)。它的主要限制是，為得到線性性能，傳感器的外殼要比行程長，還有輸出信號(hào)對輸入被測量存在一定的非線性。采用專門的調(diào)節(jié)技術(shù)，可以改進(jìn)行程對外殼的長度比和非線性問題，其中一個(gè)技術(shù)就是增加微控制器進(jìn)行校正。LVDT具有良好的重復(fù)性，這一技術(shù)是可行的。

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