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科普知識
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位移傳感器

LVDT位移傳感器的原理及優點

發布日期：2022-10-09 點擊率：189

LVDT一直是位移測量普遍使用的傳感器技術。該器件相對簡單、能在寬溫度范圍內工作、具有極精細的分辨率、可靠性高、不易損壞、非常適合從微米級至幾個英寸的線性測量，缺點是當行程超過±3in時就不那么經濟實用。　　
    LVDT的結構由鐵心、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，線圈內部有一個可自由移動的桿狀銜鐵。當銜鐵處于中間位置時，由于變壓作用，每個次級繞組感應一個幅度相等的電壓，然而次級繞組是按反向串聯繞制的，兩個電壓相位相反，兩個次級線圈產生的感應電動勢相等，這樣輸出電壓為0,零值的正確位置應是兩個次級繞組輸出最低值時的位置。當然，零電壓在解調后是沒有意義的。當銜鐵在線圈內部移動并偏離中心位置時，兩個線圈產生的感應電動勢不等，線圈上的電壓，一個增加，另一個減少，在輸出導線上形成一個穩定的增長電壓輸出，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，設計時將兩個線圈反串相接、兩個次級線圈的電壓極性相反，LVDT輸出的電壓是兩個次級線圈的電壓之差，這個輸出的電壓值與鐵心的位移量成線性關系。LVDT工作過程中，鐵心的運動不能超出線圈的線性范圍，否則將產生非線性值，因此所有的LVDT均有一個線性范圍。
    由于鐵芯是電感性耦合至線圈的，運動的鐵心和靜止的部件之間不存在任何機械接觸，因而LVDT是一種非接觸式位移傳感器，這表明，它可用于不斷地運動著的應用，不必擔心它是否會磨損。當然，要是用機械裝配來對齊線圈組件，那末總會有一些磨損，使用壽 應根據具體裝配方法來評估。
    LVDT還是一種絕對位移傳感器，它提供相對于一個固定基準的距離讀數，而不是相對于前一個位置的讀數。這在高噪聲工業環境中是十分重要的，當外部原因破壞測量數據時仍能保證正確的信號。
    LVDT具有諸多卓越的品質。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，還有輸出信號對輸入被測量存在一定的非線性。采用專門的調節技術，可以改進行程對外殼的長度比和非線性問題，其中一個技術就是增加微控制器進行校正。LVDT具有良好的重復性，這一技術是可行的。

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