為什么要采用LVDT (線(xiàn)性可變差動(dòng)變壓器式位移傳感器)?
由于LVDT位移傳感器本身操作之基本物理原理或本身結構所采用之材料及技術(shù),因而具備某些特性和優(yōu)點(diǎn)。
無(wú)摩擦操作
LVDT 最重要的特性之一就是無(wú)摩擦操作。在一般的操作之下,LVDT 的鐵心和線(xiàn)圈組件結構之間沒(méi)有機械式的接觸,如摩擦、拖曳或其他可造成摩擦之因素。此特性在材料測試,振動(dòng)位移測量以及高分辨率尺寸測量系統特別有用。
分辨率無(wú)限大
因為L(cháng)VDT 是利用無(wú)摩擦結構之電磁耦合原理的方式操作,所以能夠測量極微小之鐵心位置的變化量。此無(wú)限解析之能力,只受限于LVDT 信號放大器的分辨率和輸出顯示器的位數。因而,LVDT 亦具有極佳之重復性。
機械壽命無(wú)限長(cháng)
通常LVDT 的鐵心和線(xiàn)圈組件結構之間沒(méi)有接觸,所以,沒(méi)有任何組件彼此之間會(huì )相互摩擦或磨損,此意味著(zhù)LVDT 具有無(wú)機械壽命限制之特性。此特性在高信賴(lài)度要求之應用方面,如航空器、衛星、太空飛行器以及核能設備安裝等,特別的重要。另外,在很多工業(yè)過(guò)程控制以及工廠(chǎng)自動(dòng)化控制系統方面,對此特性也有高度的需求。
不會(huì )因為超出量測范圍而受損
大部分LVDT 的內膛兩端是沒(méi)有封閉的。若因操作不慎,超出其額定之量測行程,鐵心會(huì )完全通過(guò)傳感器的線(xiàn)圈組件結構,并不會(huì )造成任何的損壞。這種不因超出位移行程而破壞之特性,使得LVDT 在材料破壞測試設備方面,如附著(zhù)于測試組件以便測試其張力之張力計,是一個(gè)很理想的傳感器,參考HSTA750系列。
單軸感應
LVDT 只對鐵心沿著(zhù)線(xiàn)圈的軸線(xiàn)運動(dòng)會(huì )有反應,而通常對于鐵心橫向交叉軸的運動(dòng)或鐵心的徑向位置是不感應的。所以,對于非準線(xiàn)安裝或漂浮移動(dòng)的應用場(chǎng)合,以及當LVDT 的移動(dòng)并不是很精確的呈一直線(xiàn)時(shí),LVDT 仍能正常的工作,而不會(huì )有任何反效果。
可分離之線(xiàn)圈及鐵心
因為在LVDT 的鐵心和線(xiàn)圈組件之間,只有磁耦合的交互作用,所以在鐵心和內膛的管壁之間可以插入非磁性的管子,而將鐵心和線(xiàn)圈組件隔離。利用這種作法,可以將加壓之流體封裝在隔離用之管子內,那么當線(xiàn)圈組件被釋壓時(shí),鐵心便會(huì )自由移動(dòng)。在油壓系統之比例閥或伺服閥,做為線(xiàn)軸位置回授用之LVDT,常常利用此特性。
耐環(huán)境特性佳
LVDT 因為所采用之材料以及組裝結構的技術(shù),是一種非常堅固耐用的傳感器,可適用于各種不同的操作環(huán)境。線(xiàn)圈繞組以環(huán)氧樹(shù)脂封裝之后,放入不銹鋼管內,可達到極佳之防潮防濕的效果,而且耐振性及耐沖擊性佳。此外,由于內部的高透磁性屏蔽,使得受外部AC 磁場(chǎng)效應的影響降到最低。
外殼及鐵心皆是采用防腐蝕之金屬材料,而且外殼也有增強隔絕磁場(chǎng)的效果。在某些應用場(chǎng)合,當傳感器必須暴露于易燃或腐蝕性之蒸汽及液體,或加壓之流體下來(lái)操作時(shí),可以利用各種熔接加工處理方法,將外殼和線(xiàn)圈組件結構整個(gè)完全密封起來(lái)。
通常LVDT 適用的操作溫度范圍非常的寬廣,但是,若有需要,也可特別訂制而專(zhuān)門(mén)應用于低溫的環(huán)境?;蛘卟捎锰厥獾牟牧?,可適用于像核子反應爐等需要耐高溫及輻射的應用場(chǎng)合。
零點(diǎn)重復性
LVDT 本身的零點(diǎn)位置是非常的穩定,而且重復性高,即使超出其適用之操作溫度范圍,亦是如此。此特性使得LVDT 在閉回路控制系統以及高性能伺服平衡儀器方面的應用,是一個(gè)很好的零點(diǎn)位置傳感器。
快速動(dòng)態(tài)反應
在一般的操作情況下,此無(wú)摩擦之特性,使得LVDT 能夠很快的反應出鐵心位置的變化量。LVDT 本身的動(dòng)態(tài)反應,僅受限于鐵心之微小質(zhì)量的慣性效應。通常,LVDT 感應系統的反應速度,是取決于放大器的特性。
絕對值輸出
LVDT 是一個(gè)絕對值輸出組件,不同于增量型的輸出組件。此意味著(zhù),即使電源關(guān)閉時(shí),LVDT 送出的位置數據并不會(huì )消失。當測量系統重新啟動(dòng)時(shí),LVDT 的輸出值會(huì )和電源關(guān)閉之前一樣。