LVDT工作原理、分类及特点主讲：张裕悝LVDT的基本工作原理LVDT的特点LVDT分类国内外LVDT产品性能比较图1-1LVDT结构示意图和电原理图LVDT工作原理全世界第一个LVDT商业化产品于1948年在美国Schaevitz公司诞生，经过60多年的发展，LVDT产品已被全球大多数国家在机械、电力、电子、汽车、航空航天、冶金、煤炭、石油、交通、轻工、纺织、建材、水利等行业的工矿企业、研究所、大学、国防军工等单位广泛用于自动控制和自动测量。LVDT位移传感器全称为：LinearVariableDifferentialTransformer线性可变差动变压器LVDT位移传感器的工作原理简单地说是铁芯可动变压器，结构示意图如图1-1所示。LVDT工作原理LVDT由一个初级线圈P、两个次级线圈S1和S2、铁芯以及线圈骨架、外壳、等部件组成。当铁芯在线圈中心位置时，次级线圈S1、S2所感应的电压相等，由于输出是反向串接，所以输出电压为零（实际上还有很小的零位电压V0）。如图1-1所示，当铁芯向左移动时，线圈S1和线圈P之间互感量MX增加，次级线圈S1感应电压V1升高，同时线圈S2与线圈P互感量减小，次级线圈S2感应电压V2降低，两线圈电压的代数和V=V1+V2（因为S1和S2是反向串接，V1和V2相位差180°，实际值V=V1-V2）随着铁芯向左移动呈线性增加。当铁芯向右移动时，两线圈电压变化相应与之相反V1+V2的代数和随铁芯向右移动输出VS线性增加，但此时相位与向左移动相差180°，图1-1（c）表示次级电压与铁芯距离之间关系，即输出特性。这样就将非电量---位移转变成电压，完成传感器的功能。这里要特别指出，LVDT和一般变压器有本质上的区别，变压器为强电磁耦合，次级电压在满负载和空载差别非常大。而LVDT为弱电磁耦合，要求负载阻抗很大，次级产生的感应电流很小，由此产生的附加磁场不干扰激励磁场分布，这是与普通变压器完全不同的概念，表现出了LVDT的独特性质。LVDT工作原理直流LVDT，更确切地说应该称为位移变送器。它是在位移传感器LVDT基础上，外加电路，不论多大行程，都可以使其输出均为0～±5V，或0～±10V标准电压信号，或4～20mA标准电流信号的变送器，其方框图如图1-2：图1-2LVDT的特点1.结构简单，工作可靠，寿命长，线性度好，重复性好，性能价格比高，利税率高。2.精度：最高精度可达0.05%，一般为0.25%、0.5%。3.绝对误差：最高可达0.1µm。4.重复性：好，最高可达0.1µm。5.灵敏度：高，一般每mm位移输出为数百mv,最高可达几伏。6.分辨率：高，一般为0.1µm，最高可达10-4µm。7.测量范围：宽，±0.1mm～±500mm甚至更大。8.工作温度范围：大，一般为-55℃～+150℃可扩展到+300℃，传感器或变送器分为三级：商业级：0℃～+70℃工业级：-40℃～+85℃军级：-55℃～+125℃9.时间常数小，动态特性好，频带宽一般为200HZ（5ms）最高可500HZ（2ms）。10.毛利率高：50%。LVDT的特点LVDT与光栅，磁栅，同步感应器等高精度测长仪器相比有以下几个优点：1.动态特性好，可用于高速在线检测，进行自动测量，自动控制。光栅、磁栅等测量速度一般为1.5m/s以内，只能用于静态测量。2.LVDT可在强磁场，大电流，潮湿，粉尘等恶劣环境下使用。3.可以做成在特殊条件下工作的传感器，如耐高压，高温，耐辐射全密封在水下工作。4.可靠性非常好，能承受冲击1000g/11ms，振动：频率2000HZ加速度20g。5.体积小，价格低，性能价格比高。LVDT分类按用途分类按用途分类交流LVDT直流LVDT回弹式LVDT高压LVDT航空航天LVDT特种LVDT交流LVDT技术指标交流LVDT的技术指标：输入电压:3Vrms(1～20Vrms)激励频率:2.5KHz(1～10KHz)线性度:0.5%;0.25%;0.2%;0.1%灵敏度:3～240mV/V/mm(0.07～6.0mV/V/0.001”)动态频率:行程0～±6mm>±6mm500Hz200Hz(-3dB)行程：±0.127mm～±508mm±0.005”～±20”零位电压:<0.5%FSO负载阻抗:100KΩ工作温度：-55℃～150℃温度系数：零位<0.005%FS/℃满度<0.01%FS/℃冲击:1000g11ms振动:20g2kHz从以上技术指标可知，交流LVDT充分体现了LVDT的特点，特别是工作温度为-55°C～+150°C，能承受1000g/11ms冲击，20g2KHz振动特性是其他任何测量产品所不能比拟的。交流LVDT的不足之处是不能远传，使用时要配信号调节器。直流LVDT技术指标...
