什么是LVDT位移传感器

发表在 编码器资料 2018/9/29 17:51:18 1 843

LVDT 位移传感器全称为Linear Variable Differential Transformer,中文译名为线性可变差动变压器, LVDT位移传感器的工作原理简单地说是铁芯可动变压器,差动变压器式位移传感器(LVDT)为电磁感应原理,采用环氧玻璃布、不锈钢等材料作为线圈骨架,用不同线径的漆包线在骨架上绕制线圈。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,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(激励电压)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(实际的铁芯是通过测杆与被测物保持相接触,也就是被测物体的位移量)变成了电压信号输出,由于两个次级线圈电压极性相反,所以传感器的输出是两个次级线圈电压之差,其电压差值与位移量成线性关系。

当铁芯处在线圈正中间位置时,两次级线圈感应电压相等但相位相反,其电压差值为零。当铁芯往右移动时,右边的次级线圈感应的电压大于左边的,两线圈输出的电压差值大小随铁芯位移而成线性变化(第一象限的实线段部份),这是LVDT有效测量范围(一半)。当铁芯继续往右移动时,两次级线圈输出电压的差值不与铁芯位移成线性关系,此为缓冲、非测量区(虚线段)。反之,当铁芯自线圈中间位置向左边移动亦然。零点两边的实线段一般是对称的测量范围,只不过两者都是交流信号而相位差180°。

 这里要特别指出,LVDT和一般变压器有本质上的区别,变压器为强电磁耦合,次级电压在满负载和空载差别非常大。而LVDT为弱电磁耦合,要求负载阻抗很大,次级产生的感应电流很小,由此产生的附加磁场不干扰激励磁场分布,这是与普通变压器完全不同的概念,表现出了LVDT的独特性质。


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