LVDT位移傳感器結構與性能分析

來(lái)源：LVDT位移傳感器結構與性能分析   發(fā)布于：2021-10-23 13:55:41    瀏覽：3362

LVDT位移傳感器是用于微位移精密測量的高精度位移傳感器，主要由線(xiàn)圈、骨架和鐵芯組成。骨架通常選用膨脹系數小、耐熱性能好、高頻損失小的絕緣木、硬質(zhì)橡膠或者聚甲醛樹(shù)脂等絕緣材料制造，骨架形狀與尺寸要精密對稱(chēng)。高強度漆包線(xiàn)均勻、緊密地繞制在骨架上。鐵芯需要選用電阻率大、導磁率高、飽和磁感應強度大的材料。鐵芯位于傳感器線(xiàn)圈中心位置。通電后，初級線(xiàn)圈輸入交變激勵電流，則次級線(xiàn)圈內將產(chǎn)生電動(dòng)勢。兩個(gè)磁極線(xiàn)圈反極性串聯(lián)，輸出電壓信號，實(shí)現位移量轉換為電信號。

LVDT位移傳感器與其他類(lèi)型位移傳感器相比，主要具備以下優(yōu)點(diǎn)：

1、傳感器結構簡(jiǎn)單，穩定性好、使用壽命長(cháng)。傳感器測量所需外部驅動(dòng)力小，適用于部分非剛性檢測面安裝使用；

2、傳感器分辨率高，靈敏度好。部分型號分辨率小于0.1μm；

3、傳感器測量精度高，重復性好。部分型號線(xiàn)性精度可達0.25%；

4、傳感器輸出功率大，方便信號轉換電路設計；

5、傳感器抗干擾性能好，輸出阻抗小，適用于現場(chǎng)環(huán)境較為復雜場(chǎng)合安裝使用

LVDT位移傳感器線(xiàn)圈倉由一個(gè)初級線(xiàn)圈和兩個(gè)次級線(xiàn)圈組成。傳感器檢測與轉換電路可將線(xiàn)圈輸出正弦波信號轉換為電壓、電流模擬量信號或者RS485數字信號，可與數顯儀表、采集儀、單片機、PLC控制器或者PC電腦聯(lián)用，實(shí)現位移測量與測控。

LVDT位移傳感器差動(dòng)變壓器結構設計決定了其存在以下問(wèn)題：

1、為了獲得較高的線(xiàn)性，LVDT位移傳感器的量程通常僅占線(xiàn)圈長(cháng)度的幾分之一，這導致傳感器安裝尺寸相對較大。自動(dòng)化測控系統通常集成大量的傳感器與其他元器件，如果要很好地利用空間，就要求位移傳感器體積越小越好；

2、LVDT位移傳感器量程越大，線(xiàn)性度相對越低。當傳感器精度降低到一定水平，測量便失去了意義。因此LVDT位移傳感器適用于微位移精密測量場(chǎng)合，很少用于大量程位移測量；

3、LVDT位移傳感器因為鐵芯慣性大、頻響低、損耗大，無(wú)法用于快速動(dòng)態(tài)信號測量；

4、LVDT位移傳感器分辨率與測量范圍有關(guān)，測量范圍越大，傳感器分辨率越低；

5、LVDT位移傳感器需要采用精密元件組成振蕩器，傳感器對測量電路要求也較高，需要精密元件組成驅動(dòng)及信號檢出電路，用于保障傳感器測量精度與穩定性。這大幅增加了LVDT位移傳感器的加工難度與生產(chǎn)成本；

6、LVDT位移傳感器存在難以克服的零點(diǎn)殘余電壓，影響傳感器測量精度。

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