原创 lvdt位移传感器工作原理和主要特点

　lvdt位移传感器是目前位移测量当中广泛应用的位移传感器之一，在很多应用领域占有重要地位。什么是lvdt传感器？它都哪些特点？下面来带大家认识一下。

　　lvdt位移传感器工作原理

　　LVDT(差动变压器)位移传感器为电磁感应原理，与传统的电力变压器不同，LVDT是一种开磁路弱磁耦合的测量元件。LVDT的结构由铁心、衔铁、初级线圈、次级线圈组成，初级线圈、次级线圈分布在线圈骨架上，线圈内部有一个可自由移动的杆状衔铁。用不同线径的漆包线，在骨架上绕制一组初级线圈，两组次级线圈，其工作方式依赖于在线圈骨架内磁芯的移动，当初级线圈供给一定频率的交变电压时，铁芯在线圈内移动就改变了空间的磁场分布，从而改变了初、次级线圈之间的互感量，次级线圈就产生感应电动势，随着铁心的位置不同，互感量也不同，次级产生的感应电动势也不同，这样就将铁芯的位移量变成了电压信号输出。　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图１　直线位移传感器

　　lvdt位移传感器主要特点：

　　1、使用寿命长：由于铁芯和线圈内壁存在间隙，铁芯在运动的时候与线圈不接触，无摩擦损耗;同时采用优良的生产工艺把骨架和所绕漆包线两者固化为一整体，不会产生断线，开裂等故障，加上其它的优化设计，因此传感器的使用寿命理论上可以是无限的，据国外某机构测试此类直线位移传感器的MTBF可达到30万小时，在实际的正常使用中可达到数十年，其最终故障往往是人为造成或变送器电路元器件的寿命决定的。

　　2、多样的环境适应性：LVDT是少数几种可以应用在多种恶劣环境下的位移传感器，通过特殊方式进行密封处理的传感器可以防潮、防盐雾，可以放置于承压的液体中、气体密闭容器中，甚至于某些腐蚀性环境中，对核辐射电磁辐射干扰不敏感，能抗振动，具有较宽的工作温度范围-25℃～85℃和满足国军标—55℃～125℃工作温度。机电分体的位移传感器单独使用可以在200℃下工作。

　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　图２　直线位移传感器

　　3、响应速度快：基于非接触测量的实现，对于某些快速运动物体的冲击振动测量，此类传感器可以提供很宽的频率响应。

　　4、高线性度：通过不断研发的线圈绕制方法，LVDT位移传感器的线性度有了显著的提高。

　　5、高分辨率：由电磁感应原理所决定的任何微小的铁芯运动均会改变所在磁场内次级线圈的感生电动势，使得LVDT位移传感器理论上具有无限的分辨力。随着设计、工艺和电子元器件性能的不断提高。

　　6、低噪声：对于回弹式的位移传感器，在额定位移输出信号为10.0000V或5.0000V时，其纹波、干扰噪声的峰—峰值电压仅0.2～1.5mVp-p。

　　7、低的温度漂移：通用型中小量程产品的温度系数在±0.001%/℃～±0.01%/℃。FS。

　　8、始动漂移小：当接通电源(开机)时，位移读数很快就能基本稳定下来，无需长时间的预热，时间漂移小。

　　9、无零点残余电压：由于采用了先进的检测电路，避免了零点残余电压的存在。

　　10、重复性好：重复精度可达零点几微米甚至更小。

　　11、很宽的量程覆盖范围：在较宽的量程范围内LVDT位移传感器均能实现较高的线性精度。

　　12、带载能力强：一台测量仪器能同时带1-30支LVDT工作

　　13、低故障：这是指在非正常使用下，由于人为的疏忽或误操作而设计的多种措施，以避免传感器受损。

　　14、功耗低：在双电源供电，输出电压信号时，供电电流﹤10mA

　　15、输入、输出的多样性：可以输入单或双电源，其电压值自5V～24V或±5V～±15V;输出信号电压自20mV～10V或±20mV～±10V;输出信号电流;4～20mA或0～10mA，并且具有良好的恒流特性。输出信号频率：0～10000Hz(TTL电平方波)。

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