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lvdt傳感器原理：LVDT位移傳感器 差動位移傳感器工作原理

LVDT位移傳感器 差動位移傳感器工作原理
 差動變壓器是把直線位移轉換為模擬電壓的傳感器。因其構造為整體結構，故耐久性和耐環境性都很優良，使用溫度范圍為 -20 ℃~120℃。差動變壓器由一次線圈、二次線圈及可動鐵芯構成，在一次線圈中加上一定電壓、頻率的正弦波勵磁．通過可動鐵芯使二次線圈產生感應電壓，其輸出特性為兩個二次線圈的差動輸出是與勵磁信號同頻的交流電壓，經檢波電路變換為直流的位移電壓被輸出。檢波電路由整流二極管及RC濾波器組成，測定范圍是可動鐵芯的移動行程，一般為數 +mm ～數百 mm 。當可動鐵芯在中心位置時，輸出電壓為0V：左右移動時產生與移動距離成正比的正、負電壓。其線性小于 1 ％，檢出精度達數μ m ；當超過規定行程后誤差增大。
用途及特點：
斯銘威差動變壓器式位移傳感器具有良好的環境適應性、廣泛用于測量預先被變成位移的各種物理量和可以轉換成位移變化的機械量（如張力、壓力、振動、液位、等）的測量。傳感器的放大電路采用微電子技術，整體封裝在不銹鋼的殼體內。輸入電壓12VDC～24VDC，輸出信號±5V、0～5V、0～10V或0～10mA、04～20mA的信號，可與四位半數顯表配合使用。使用時只要把傳感器的殼體夾固在參照物上，其測桿頂（或夾固）在被測點上，就可以直接測量物體間的相對變位。特點是：①無活動觸點、可靠度高、壽命長；②分辨率高、靈敏度好；③線性度高、重復性好；④測量范圍寬（測量范圍大時分辨率低）；⑤無輸入時有零位輸出電壓，引起測量誤差；⑥對激勵電源的頻率和幅值穩定性要求較高，不適用于高頻動態測量。
注意事項：
1、 電路雖采用了內部電源保護措施，還是請用戶先進行檢查后再接通電源。不要超過額定電壓值，以免影響測量的**性和不必要的損失。
2、 傳感器的安裝位置不要靠近強磁場，如無特殊說明，傳感器不能在對金屬強烈腐蝕的環境中使用。
3、 被測點的運動軌跡*好與傳感器的測桿軸線平行。這樣測量結果就是移動量，如傳感器測頭移動，測頭與被測物的接觸面不應凹凸不平。
4、 安裝使用傳感器應輕拿輕放，避免敲打與跌落，夾具應固定在傳感器的兩端，不要用力過猛，更不可使殼體出現凹陷、變形影響測量量程，請勿超量程使用。
5、 請將傳感器通電預熱5分鐘后，再進行正式測量使用。
6、 位移傳感器為精密儀器，出廠前都以經過了標定與老化，用戶不可隨意拆卸，否則影響測量**性及可能造成傳感器損壞。

lvdt傳感器原理：LVDT位移傳感器原理及應用—信為科技

LVDT
位移傳感器原理及應用

作者
:
鮑亞子
(
高級工程師
)
深圳市信為科技發展有限公司

一．概述

隨著我國國民經濟的高速發展，自動化程度的不斷提高，傳感器的用量
越來越大，開發高新技術位移傳感器產品具有廣闊的前景。

該產品具有精度高，動態特性好，工作可靠，使用方便等特點。

差動變壓器式位移傳感器
（
LVDT
）
可廣泛應用于航天航空、
機械、
建筑、
紡織、鐵路、煤炭、冶金、塑料、化工以及科研院校等國民經濟各行各業，用來
測量伸長、振動、物體厚度、膨脹等的高技術產品。

深圳市信為科技發展有限公司是專業生產位置傳感器的高科技公司
,
我公司生產
的
LVDT
有分體式
,
回彈式
,
氣動式
,
耐壓式
,
及各種定制產品
,
具有測量精度高
,
性能
穩定
,
防水
,
抗沖擊能力強
,
適合較惡劣環境下使用
, ,
是客戶安全放心的選擇
.

lvdt傳感器原理：LVDT直線位移傳感器原理及簡介

一、?精密LVDT直線位移傳感器原理
1、直線位移傳感器的功能在于把直線機械位移量轉換成電信號， LVDT（Linear Variable Differential Transformer）是線性可變差動變壓器縮寫，屬于直線位移傳感器的一種。
2、工作原理簡單地說是鐵芯可動變壓器。核心部件是鐵芯和線圈。
3、LVDT工作過程中，鐵芯在線圈的線性范圍內運動，兩個線圈產生的感應電動勢之差，就是輸出電壓，其電壓大小和位移量的成正比。
二、精密LVDT直線位移傳感器性能
1、LVDT直線位移傳感器屬于接觸式測量，直接、穩定、可靠。
2、DC直流單電源、9-28V寬電壓供電,方便快捷。
3、內置高性能信號調節器，無待機消耗;高效節能。功耗低。
4、輸出標準信號，如0-5V/0-10V電壓信號，4-20mA電流信號，RS485/RS232數字信號，可直接被計算機、PLC等使用；帶載能力強。
5、高線性度，響應速度快。
6、無摩擦測量,零位可重復，分辨率高。
7、量程范圍2.5～500mm，專門針對小量程位移測量。
8、堅固內用，使用壽命高。
9、多元的可定制型，如防水型位移傳感器、防爆型位移傳感器、雙余度位移傳感器
三、精密LVDT直線位移傳感器應用
1、LVDT直線位移傳感器可測量位移、行程、位置、伸縮、厚度、震動。
2、機械設備制造加工控制;如注塑、機床的制造控制。
3、制造加工檢測;如飛機組裝精密性檢測、火車制動系統的磨損檢測、汽車零部件品質檢測。
4、道路、橋梁、軌道等土木工程質量檢測;如裂縫儀、裂縫計、平整儀等。
5、饋送和阻塞檢測;如檢測ATM、自動柜員機配送系統送紙輪的雙饋送和無饋送狀況。
6、液壓缸定位;如液壓缸內測量活塞檢測。
7、輥縫間隙控制。
8、閥門位置檢測與控制。
四、精密LVDT直線位移傳感器分類及定制品
1、產品系列的多種選擇-分體式、回彈式、氣動式、筆式測量頭。
2、一站式位移測量解決方案，可選配儀表、采集器；可選配專用支架，安裝方便。
3、LVDT直線位移傳感器多種型號，適用各種復雜工況，如防塵、、防油污、防輻射，水下等。
4、接受各種定制型號，如閥芯LVDT、隔爆LVDT、交流LVDT、耐壓LVDT、液位LVDT、雙余度LVDT等。
五、精密LVDT直線位移傳感器選型器
1、分體式 LVDT位移傳感器
產品檢測鐵芯與傳感器主體分開。傳感器主體是中空的圓柱體，固定在某個地方，將鐵芯與被測物體連接，鐵芯在傳感器主體中空的空間里來回穿梭，由此檢測出被測物體移動的距離。
此方式的檢測元件之間無接觸，非接觸式，沒有任何摩擦，壽命長，頻響高。
測量行程范圍為0-500mm,常見應用領域有：
機械設備的距離移動，如沖床、軋機、柴油機、油缸（液壓缸）、試驗機、注塑機等機械零部件的移動檢測。
2、回彈式、自復位式 LVDT位移傳感器
將檢測鐵芯與傳感器主體連接在一起，中間有彈簧連接，固定于某處，當被測物體接觸到鐵芯探頭時，探頭往里縮，鐵芯在傳感器中空部分非接觸式移動，檢測物體的變形量，當被測物體離開時，由于彈簧的作用，鐵芯自動回彈復位。
此種傳感器應用于被測物體不方便連接鐵芯的時候，測量行程范圍0-100mm,如閥門開度檢測、試驗機物體形變檢測、輥縫間隙檢測、儀器儀表中對物體的厚度、拉伸檢測、位置行程檢測、道橋工程檢測等。
3、氣動式 LVDT位移傳感器
在傳感器內部設置小氣缸，工作氣壓0.3MPa-0.7MPa，當對傳感器充氣后，檢測探頭伸出，關閉氣壓后，探頭自動回縮。，檢測物體的平滑度、厚度、物體位置等 ,如璃平滑度檢測，金屬位置檢測、生產線在線厚度檢測，氣缸位移檢測與控制、建材加工測控，自卸載重車應用。
4、筆形LVDT位移傳感器(電感測量頭)
回彈式特的書型號，直徑只有8mm，重復精度高達0.3um，測量行程0-10mm; 應用在特殊領域，如軸承檢測、手機外殼檢測、汽車零部件檢測等需要精密檢測的設備。
六、精密LVDT直線位移傳感器配件及安裝注意事項
1、選配專用夾具（支架）
選用賽鋼、鋁材、銅材、不銹鋼等非導磁材料制作的夾具安裝固定。
2、 螺紋安裝
3、 法蘭安裝

lvdt傳感器原理：什么是LVDT？LVDT位移傳感器原理介紹

LVDT位移傳感器工作原理
無錫市河埒傳感器有限公司
LVDT（Linear Variable Differential Transformer）是線性可變差動變壓器的縮寫。它是一種常見類型的機電傳感器，可將其以機械方式耦合的物體的直線運動轉換為對應的電氣信號。
無錫市河埒傳感器有限公司成立于1985年，是一家專業生產LVDT位移傳感器、轉速傳感器及其配套變送器的高新技術企業。生產的LVDT具有動態特性好、非線性度好、體積小、壽命高、可靠性高、重復精度高、可適應各種惡劣環境等優點。
圖 1 顯示了典型 LVDT 的元件。該變壓器的內部結構包括一個初級繞組和一對以相同方式纏繞的次級繞組，兩個次級繞組對稱分布在初級繞組的兩側。

LVDT 的活動元件是導磁性材料的鐵芯，可在線圈的中空孔內沿軸向自由移動，并通過機械方式耦合到需測量位置的物體上。該孔通常足夠大，能夠在鐵芯和孔之間提供很大的徑向間隙，使其與線圈之間不會產生物理接觸。運行時，由具有適當振幅和頻率的交流電對 LVDT 的初級繞組進行通電，這一過程稱為初級勵磁，LVDT 的電氣輸出信號是兩個次級繞組之間的差分交流電壓，隨鐵芯在 LVDT 線圈內的軸向位置而異。通常情況下，該交流輸出電壓由適當的電子電路轉換為更便于使用的高電平直流電壓或電流。
圖 2 顯示當 LVDT 的鐵芯處于不同的軸向位置時會出現什么情況。 LVDT 的初級繞組 P 由恒定振幅交流電源進行通電。由此形成的磁通量由鐵芯耦合到相鄰的次級繞組 S1 和 S2。如果鐵芯位于 S1 和 S2 的中間，則會向每個次級繞組耦合相等的磁通量，因此繞組 S1 和 S2 中各自包含的 E1 和 E2 是相等的，在該參考中間鐵芯位置（稱為電氣零位），差分電壓輸出 (E1 - E2) 本質上為零。如圖 2 中所示，如果移動鐵芯，使其與 S1 的距離小于與 S2 的距離，則耦合到 S1 中的磁通量會增加，而耦合到 S2 中的磁通量會減少，因此感生電壓 E1 增大，而 E2 減小，從而產生差分電壓 (E1 - E2)。相反，如果鐵芯移動得更加靠近 S2，則耦合到 S2 中的磁通量會增加，而耦合到 S1 中的磁通量會減少，因此 E2 增大，而 E1 減小，從而產生差分電壓 (E2 - E1)。
  圖2：顯示當LVDT的鐵芯處于不同的軸向位置時會出現什么情況
圖 3A 顯示差分輸出電壓 EOUT 的大小是如何隨著鐵芯位置變化的。 自電氣零位開始最大鐵芯位移的 EOUT 值取決于初級勵磁電壓的振幅和特定 LVDT 的敏感因子，但通常為幾個伏特 RMS。該交流輸出電壓 EOUT（以初級勵磁電壓作為參考）的相位角會保持不變，直到鐵芯的中心經過零點，此時該相位角突然改變 180 度，如圖 3B 中所示。可以通過相應的電路，使用該 180 度相移來確定鐵芯離開零點的方向。圖 3C 中對其進行了顯示，其中輸出信號的極性表示鐵芯與零點的位置關系。

該圖還顯示 LVDT 的輸出在其指定的鐵芯移動范圍內具有很好的線性，但可以在更大的范圍使用傳感器，此時輸出線性會有所降低。
LVDT解調
LVDT解調模塊為LVDT 提供激勵信號是，并接收LVDT次級的輸出信號，并將交流次級信號解調成與鐵芯位置相對應的直流電流或電壓信號。
我公司提供LTM-6A、LTM-6S等智能位移變送器，具有輸出DC4～20mA、DC0～10V、斷線報警等功能，可滿足客戶使用中的各種需求。
為何使用 LVDT？
無摩擦操作
LVDT 最重要的特性之一是其無摩擦操作。在正常使用過程中，LVDT 的鐵芯和線圈配件之間沒有機械接觸，因此不存在蹭擦、拖曳或其他摩擦來源。該特性在材料測試、振動位移測量和高分辨率尺寸測量系統中尤其有用。

無限分辨率
由于 LVDT 在無摩擦結構中根據電磁耦合原理工作，因此可以測量鐵芯位置極小的變化。該無限分辨率功能僅受 LVDT 信號調節器中的噪聲和輸出顯示器分辨率的限制，此外LVDT 具有出色的可重復性。

無限長的機械壽命
由于 LVDT 的鐵芯和線圈結構通常之間沒有接觸，因此沒有部件會相互摩擦或磨損。這意味著 LVDT 具有無限長的機械壽命，此優點在高可靠性應用（如飛機、人造衛星和宇宙飛船以及核設施）中尤其重要。

抗超程損壞
大多數 LVDT 的內部孔在兩端都是開口的。如果發生意外的超程，則鐵芯能夠完全通過傳感器線圈配件，而不會導致損壞。由于該不受位置輸入過載損壞的特性，LVDT 成為適用于連接到破壞性材料測試設備中抗拉測試樣品的延伸儀等應用的傳感器。

單軸敏感度
LVDT 會響應沿線圈軸向的鐵芯運動，但通常對鐵芯垂直軸向的運動或其徑向位置不敏感。

可分離線圈和鐵芯
由于 LVDT 的鐵芯和線圈之間的僅有相互作用時磁耦合，因此可以通過在鐵芯和孔之間插入一個非磁性管來隔離線圈配件。這樣，可以在管中包含加壓流體，鐵芯可以在其中自由移動，而線圈配件是非受壓的。通常在用于液壓比例和/或伺服閥中閥芯位置反饋的 LVDT 中利用該特性。

可適應嚴苛的環境
LVDT 裝配中使用的材料和結構可實現加固耐用的傳感器，該傳感器在各種環境條件下都能夠可靠運行。連接繞組后使用環氧樹脂密封到外殼中，從而具有很強的防潮和防濕性，并且能夠承受強烈撞擊載荷和高強度振動。此外，內部高磁導率屏蔽層可將外部交流電場的影響降至最低。外殼和鐵芯都由抗腐蝕材料制成，外殼還用作補充的磁屏蔽層。對于傳感器必須接觸易燃或腐蝕性蒸氣和液體或在加壓流體中運行的應用，可以使用各種焊接工藝對外殼和線圈配件進行密封。普通 LVDT 可在很寬的溫度范圍內運行，但是，如果需要，可以將其生產為可在低溫下運行，或者，通過使用特殊材料，在許多核反應堆中存在的高溫和高輻射水平下運行。

零點可重復性
LVDT 的固有零點位置非常穩定且可重復，即使超過其很寬的工作溫度范圍也是如此。這使得 LVDT 能夠作為閉環控制系統和高性能伺服平衡儀器中的零位傳感器很好地工作。

快速動態響應
由于常規操作過程中不存在摩擦，因此 LVDT 可以很快地響應鐵芯位置的變化。LVDT 傳感器本身的動態響應僅受鐵芯輕微質量慣性效應的限制。LVDT 傳感系統的響應由信號調節器的特性決定。

絕對輸出
與增量輸出器件相反，LVDT 是絕對輸出器件。如果發生斷電情況，在重新啟動測量系統后，LVDT 的輸出值將與斷電之前的值相同。

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