LVDT(Linear.Variable。Differential。Transformer)是线性可变差变压器缩写,简单来说就是铁芯可变变压器。LVDT位移传感器也可器LVDT差动变压器位移传感器由一个主线圈、两个次线圈、铁芯、线圈骨架、外壳等部件组成。当铁芯从中间移动到两侧时,二次线圈输出电压的 差与铁芯移动成线性关系(位移传感器的类型)。电子设备设计师利用这一原理制造LVDT位移传感器。所以,什么是LVDT位移传感器(什么是位移传感器)如图所示LVDT位移传感器。小编收集整理数据LVDT总结了位移传感器的构成原理(位移传感器原理)和特点。
常见的LVDT位移传感器
LVDT位移传感器的组成原理:
LVDT如右图所示,结构由铁心、衔铁、主线圈、次线圈组成,
LVDT差动变压器位移传感器的组成
初级线圈 P1,P当2 之间提供一定频率的交变电压时,铁芯在线圈中移动,改变了空间的磁场分布,从而改变了初次线圈和次线圈之间的互感量S11,S22 之间产生感应电势。由于铁芯的位置不同,相互感应量也不同,二次感应 电势也不同,因此铁芯的位移变成电压信号输出。由于两个二次线圈 电压极性相反,输出电压为差电压。
当铁芯向右移动时,二次线圈 2 感应电压大于二次线圈 1;当铁芯向左移动时,二次线圈 1 感应电压大于二次线圈 2,二次线圈输出的电压差随铁芯位移线性变化。
主线圈和次线圈分布在线圈骨架上,线圈内有一个自由移动的杆状电缆。当电缆处于中间位置时,两个次线圈产生的感应电势相等,输出电压为0;当电缆在线圈内移动并偏离中心位置时,两个线圈产生的感应电势不同,电压输出取决于位移。
为了提高传感器的灵敏度,提高传感器的线性度,增加传感器的线性范围,两个线圈的电压极性相反,LVDT输出电压是两个二次线圈的电压差,输出电压值与铁芯的位移呈线性关系。
LVDT在工作过程中,铁心的运动不能超过线圈的线性范围,否则会产生非线性值,所以一切LVDT都有线性范围。
1,无摩擦测量
LVDT 可移动铁芯与线圈之间通常没有实体接触,即 LVDT 是一个没有摩擦 的部件。它用于重要的测量,可以承受轻铁芯负荷,但不能承受摩擦负荷。例如, 精密材料的冲击挠度或振动试验、纤维或其他高弹性材料的拉伸或蠕变试验。
2.机械寿命无限
由于 LVDT 的线圈及其铁芯之间没有摩擦和接触,因此不会产生任何磨 损。这样 LVDT 的机械寿命理论上是无限的。这是材料和结构疲劳试验 应用中非常重要的技术要求。此外,无限的机械寿命对飞机、导弹、宇宙飞船和重要工业设备中的高可靠性机械设备也很重要。
3,分辨率无限
LVDT 的无摩擦操作及其感应原理使其具有两个显著特征。第一个特征是 具有真正的无限分辨率。这意味着 LVDT 可以响应铁芯最小的运动,产生 输出。外部电子设备的可读性是分辨率的唯一限制。
4、零位可重复性
LVDT 结构对称,零位可回复。LVDT 电气零件可重复性高,极其稳定。用于闭环控制系统,LVDT 是一种优秀的电气零位指示器。
5,径向不敏感
LVDT 对铁芯的轴向运动非常敏感,径向运动相对缓慢。LVDT 可用于测量不按精确直线移动的物体。例如, LVDT 耦合到波登管末端 测量压力。
6.输入/输出隔离
LVDT 由于其励磁输入(初级)和输出(次级)是 完全隔离,因此被认为是一种变压器。LVDT 不需要缓冲放大器,可以认为它是一个有效的模拟信号元件。非常方便测量和控制要求信号线与电源地线隔离的电路。
7、坚固耐用
制造 LVDT 使用的材料和连接这些材料的过程使它成为耐用的 变送器。即使在工业环境中经常受到强烈的冲击和振动,LVDT 可以继续发挥作用。铁芯与线圈分离 LVDT 芯与线圈分离,将非磁性隔离物插入芯与线圈内壁,将压力、 腐蚀性或碱性液体与线圈组分离。这样,线 圈组就可以实现气密封,不再需要动态密封运动部件。对于压力系统中的线圈组,只需使用静态密封。
8、环境适应性
LVDT 是能在各种恶劣环境下工作的少数变送器之一。例如,密封 LVDT 可用于腐蚀性液体或气体中的不锈钢外壳。LVDT 需要在极端恶劣的环境中工作。例如,在类似液氮的低温或核辐射环境中。尽管在大多数情况下,LVDT 具有无限的工作寿命(理论上) ,置于恶劣环境下的 LVDT,工作寿命因环境而异。
9,LVDT 与光栅、磁栅等高精度测长仪器相比,具有以下优缺点:
优点:动态特性好,可用于高速在线检测、自动测量和控制。光栅、 磁栅等测量速度一般为 1.5m/s 只能用于静态测量。LVDT 可用于强磁场、大电流、潮湿、粉尘等恶劣环境。可制成耐高压、高温、耐辐射、水下密封等特殊条件下工作的传感器。可靠性很好,能承受150的冲击g/11ms ,振动频率 2KHz 加速度 20g。 体积小,价格低,性价比高。
总结
LVDT线性差变压器位移传感器主要用于测量位移、距离、伸长、移动、厚度、膨胀、液位、应变、压缩、重量等物理量。广泛应用于航天、航空、电力、石化、机械、军工、纺织、汽车、煤炭、地震监测、高校、科研机构等领域。本文主要介绍LVDT基本知识,如位移传感器的工作原理和特点。