LVDT位移傳感器的原理、特點及常見故障處理

隨著LVDT位移傳感器不斷發(fā)展，LVDT位移傳感器的也應(yīng)用于越來越廣泛的領(lǐng)域，那么，LVDT位移傳感器究竟有哪些要點呢？今天我們就一起來了解關(guān)于LVDT位移傳感器的四大要點。

LVDT位移傳感器

一、LVDT位移傳感器的原理

LVDT的結(jié)構(gòu)由鐵心、銜鐵、初級線圈、次級線圈組成，如右圖所示，初級線圈、次級線圈分布在線圈骨架上，線圈內(nèi)部有一個可自由移動的桿狀銜鐵。當(dāng)銜鐵處于中間位置時，兩個次級線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相等，這樣輸出電壓為0;當(dāng)銜鐵在線圈內(nèi)部移動并偏離中心位置時，兩個線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢不等，有電壓輸出，其電壓大小取決于位移量的大小。為了提高傳感器的靈敏度，改善傳感器的線性度、增大傳感器的線性范圍，設(shè)計時將兩個線圈反串相接、兩個次級線圈的電壓極性相反，LVDT輸出的電壓是兩個次級線圈的電壓之差，這個輸出的電壓值與鐵心的位移量成線性關(guān)系。

LVDT工作過程中，鐵心的運動不能超出線圈的線性范圍，否則將產(chǎn)生非線性值，因此所有的LVDT均有一個線性范圍。

二、LVDT位移傳感器的主要特點

（1）原理直觀、結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、使用壽命長；

（2）靈敏度高、線性范圍寬、重復(fù)性好；

（3）分辨率高、應(yīng)用廣、適合于不同的應(yīng)用；

（4）結(jié)構(gòu)對稱、零位可恢復(fù)；

（5）應(yīng)用于小型制冷劑，如自由活塞式斯特林制冷機時，受到安裝空間的限制。

三、LVDT位移傳感器的優(yōu)點

1.無摩擦測量。LVDT 的可動鐵芯和線圈之間通常沒有實體接觸， 也就是說 LVDT 是沒有摩擦 的部件。 它被用于可以承受輕質(zhì)鐵芯負荷， 但無法承受摩擦負荷的重要測量。 例 如，精密材料的沖擊撓度或振動測試， 纖維或其它高彈材料的拉伸或蠕變測試。

2.無限的機械壽命。由于 LVDT 的線圈及其鐵芯之間沒有摩擦和接觸，因此不會產(chǎn)生任何磨 損。這樣 LVDT 的機械壽命，理論上是無限長的。在對材料和結(jié)構(gòu)進行疲勞測試 等應(yīng)用中，這是極為重要的技術(shù)要求。此外，無限的機械壽命對于飛機、導(dǎo)彈、宇宙飛船以及重要工業(yè)設(shè)備中的高可靠性機械裝置也同樣是重要的。

3.無限的分辨率。LVDT 的無摩擦運作及其感應(yīng)原理使它具備兩個顯著的特性。 第一個特性是具 有真正的無限分辨率。 這意味著 LVDT 可以對鐵芯最微小的運動作出響應(yīng)并生成 輸出。外部電子設(shè)備的可讀性是對分辨率的唯一限制。

4.零位可重復(fù)性。LVDT 構(gòu)造對稱，零位可回復(fù)。LVDT 的電氣零位可重復(fù)性高，且極其穩(wěn)定。用在閉環(huán)控制系統(tǒng)中，LVDT 是非常出色的電氣零位指示器。

5.徑向不敏感。LVDT 對于鐵芯的軸向運動非常敏感，徑向運動相對遲鈍。這樣，LVDT 可以 用于測量不是按照精準(zhǔn)直線運動的物體，例如，可把 LVDT 耦合至波登管的末端 測量壓力。

6.輸入/輸出隔離。LVDT 被認為是變壓器的一種，因為它的勵磁輸入（初級）和輸出（次級）是 完全隔離的。LVDT 無需緩沖放大器，可以認為它是一種有效的模擬信號元件。 在要求信號線與電源地線隔離的測量和控制回路中，它的使用非常方便。

7.堅固耐用。制造 LVDT 所用的材料以及接合這些材料所用的工藝使它成為堅固耐用 的變送器。即使受到工業(yè)環(huán)境中常有的強大沖擊、巨幅振動，LVDT 也能繼續(xù)發(fā) 揮作用。鐵芯與線圈分離 LVDT 鐵芯與線圈彼此分離，在鐵芯和線圈內(nèi)壁間插入非磁性隔離物，可以把加壓的、 腐蝕性或堿性液體與線圈組隔離開。這樣，線 圈組實現(xiàn)氣密封， 不再需要對運動構(gòu)件進行動態(tài)密封。 對于加壓系統(tǒng)內(nèi)的線圈組， 只需使用靜態(tài)密封即可。

8.環(huán)境適應(yīng)性。LVDT 是少數(shù)幾個可以在多種惡劣環(huán)境中工作的變送器之一。例如，密封型 LVDT 采用不銹鋼外殼，可以置于腐蝕性液體或氣體中。有時，LVDT 被要求在極端惡劣的環(huán)境下工作。例如，在類似液氮的低溫環(huán)境中或核輻射環(huán)境。雖然在大 多數(shù)情況下，LVDT 具有無限的工作壽命（理論上） ,置于惡劣環(huán)境下的 LVDT,工作壽命卻因環(huán)境不同而各不相同。

四、LVDT位移傳感器的常見故障處理

在使用LVDT位移傳感器的過程中難免會出現(xiàn)一些故障，下面就是幾種常見的故障：

1.LVDT傳感器顯示的參數(shù)不正確

這種情況大多數(shù)屬于定位不準(zhǔn)。可以將傳感器取出來重新放置，調(diào)整安裝的位置。如未解決，重新檢查安裝以及線路問題。（少數(shù)情況為傳感器的制作問題，如一些小參數(shù)值為傳感器制定的精確度不準(zhǔn)）

2.LVDT位移傳感器輸出不正常

通常表現(xiàn)為磁環(huán)脫落、供電不足、接線不牢、安裝不牢及工作盲區(qū)等問題，首先調(diào)整傳感器的安裝。如沒有解決，就檢查磁環(huán)、電源、電線、接線等，看下問題所在。

3.安裝注意事項

安裝時最為重要的就是要平面，并且要注意周圍有無磁場問題，盡量遠離磁場。然后被檢測對象要與傳感器材質(zhì)一致，并且大于探頭面的1.5倍。

以上就是浸提能為大家分享的有關(guān)LVDT位移傳感器的四個要點，希望通過本文的講解大家能夠?qū)VDT位移傳感器有一個更清晰的認識。