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LVDT位移传感器的构成原理及特点

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。所以,LVDT位移传感器也可器LVDT差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 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则制造它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,即为常见的LVDT位移传感器。小编收集整理资料LVDT总结了位移传感器的构成原理(位移传感器原理)和特点。

4.jpg 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

当初级线圈 P1,P2 在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二次线圈之间的互感量 S11,S22 感应电势在两者之间产生。随着铁芯的位置和互感量的不同,二次感应产生 电势也不同,由于两个二次线圈,铁芯的位移变成了电压信号输出 电压极性相反, ,输出电压为差动电压。

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 2.两线圈输出的电压差随铁芯的位移而线性变化。

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,设计了两个线圈的电压极性,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 可移动铁芯和线圈之间通常没有实体接触, 也就是说 LVDT 是没有摩擦 的部件。 可承受轻质铁芯负荷, 但不能承受摩擦负荷的重要测量。 例 例如,精密材料的冲击挠度或振动试验, 拉伸或蠕变试验纤维或其它高弹性材料。

2.机械寿命无限

由于 LVDT 线圈与铁芯之间没有摩擦和接触,因此不会产生任何磨损 损。这样 LVDT 理论上,机械寿命无限长。对材料和结构进行疲劳试验 这是应用中极其重要的技术要求。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。

三、分辨率无限

LVDT 无摩擦操作及其感应原理使其具有两个显著特征。 第一个特点是具 有真正的无限分辨率。 这意味着 LVDT 它可以响应和生成铁芯最小的运动 输出。外部电子设备的可读性是分辨率的唯一限制。

四、零位可重复性

LVDT 对称结构,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 是非常出色的电气零位指示器。

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 可以 用于测量不按精确直线移动的物体。例如,可以使用 LVDT 耦合到波登管的末端 测量压力。

六、输入/输出隔离

LVDT 由于其励磁输入(初级)和输出(次级)是(初级)和输出(次级)是 完全隔离。LVDT 它是一种有效的模拟信号元件,不需要缓冲放大器。 使用信号线与电源地线隔离的测量控制电路非常方便。

7,坚固耐用

制造 LVDT 所用这些材料使用的材料和工艺使其坚固耐用 的变送器。即使受到工业环境的强烈冲击和巨大振动,LVDT 也能继续发 挥作用。铁芯与线圈分离 LVDT 铁芯与线圈分离,将非磁性隔离物插入铁芯与线圈内壁,可加压, 腐蚀性或碱性液体与线圈组分离。这样,线 圈组实现气密封, 运动构件不再需要动态密封。 对于加压系统中的线圈组, 只需使用静态密封即可。

八、环境适应性

LVDT 它是能在各种恶劣环境中工作的少数变送器之一。例如,密封型 LVDT 采用不锈钢外壳,可以置于腐蚀性液体或气体中。有时,LVDT 被要求在极端恶劣的环境中工作。例如,在类似液氮的低温环境或核辐射环境中。虽然在大 在大多数情况下,LVDT 工作寿命无限(理论上) ,环境恶劣 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,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、自动控制。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,能承受冲击 150g/11ms ,振动频率 2KHz 加速度 20g。体 积小,价格低,性能价比高。

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。

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