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LVDT位移傳感器結構與性能分析
更新時間:2022-11-25   點擊次數:260次
  LVDT位移傳感器結構與性能分析
  LVDT位移傳感器是用于微位移精密測量的高精度位移傳感器,主要由線圈、骨架和鐵芯組成。骨架通常選用膨脹系數小、耐熱性能好、高頻損失小的絕緣木、硬質橡膠或者聚甲醛樹脂等絕緣材料制造,骨架形狀與尺寸要精密對稱。高強度漆包線均勻、緊密地繞制在骨架上。鐵芯需要選用電阻率大、導磁率高、飽和磁感應強度大的材料。鐵芯位于傳感器線圈中心位置。通電后,初級線圈輸入交變激勵電流,則次級線圈內將產生電動勢。兩個磁極線圈反極性串聯,輸出電壓信號,實現位移量轉換為電信號。
  LVDT位移傳感器與其他類型位移傳感器相比,主要具備以下優點:
  1、傳感器結構簡單,穩定性好、使用壽命長。傳感器測量所需外部驅動力小,適用于部分非剛性檢測面安裝使用;
  2、傳感器分辨率高,靈敏度好。部分型號分辨率小于0.1μm;
  3、傳感器測量精度高,重復性好。部分型號線性精度可達0.25%%uFF1B
  4、傳感器輸出功率大,方便信號轉換電路設計;
  5、傳感器抗干擾性能好,輸出阻抗小,適用于現場環境較為復雜場合安裝使用
  LVDT位移傳感器線圈倉由一個初級線圈和兩個次級線圈組成。傳感器檢測與轉換電路可將線圈輸出正弦波信號轉換為電壓、電流模擬量信號或者RS485數字信號,可與數顯儀表、采集儀、單片機、PLC控制器或者PC電腦聯用,實現位移測量與測控。
  LVDT位移傳感器差動變壓器結構設計決定了其存在以下問題:
  1、為了獲得較高的線性,LVDT位移傳感器的量程通常僅占線圈長度的幾分之一,這導致傳感器安裝尺寸相對較大。自動化測控系統通常集成大量的傳感器與其他元器件,如果要很好地利用空間,就要求位移傳感器體積越小越好;
  2、LVDT位移傳感器量程越大,線性度相對越低。當傳感器精度降低到一定水平,測量便失去了意義。因此LVDT位移傳感器適用于微位移精密測量場合,很少用于大量程位移測量;
  3、LVDT位移傳感器因為鐵芯慣性大、頻響低、損耗大,無法用于快速動態信號測量;
  4、LVDT位移傳感器分辨率與測量范圍有關,測量范圍越大,傳感器分辨率越低;
  5、LVDT位移傳感器需要采用精密元件組成振蕩器,傳感器對測量電路要求也較高,需要精密元件組成驅動及信號檢出電路,用于保障傳感器測量精度與穩定性。這大幅增加了LVDT位移傳感器的加工難度與生產成本;
  6、LVDT位移傳感器存在難以克服的零點殘余電壓,影響傳感器測量精度。
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