当前位置:首页 >> 联系我们 >> 行业应用 >> 常见问题

LVDT位移传感器原理及应用

时间:2024-05-21   访问量:74


差动变压器式位移传感器(LVDT)可广泛应用于航天航空、机械、建筑、纺织、铁路、煤炭、冶金、塑料、化工以及科研院校等国民经济各行各业,用来测量伸长、振动、物体厚度、膨胀等的高技术产品。

我公司生产的LVDT有分体式、回弹式、气动式、耐压式,及各种定制产品,具有测量精度高,性能稳定,防水,抗冲击能力强等特点,适合较恶劣环境下使用,是客户安全放心的选择。信为传感器

LVDT(Linear.Variable.Differential.Transformer)是线性可变差动变压器缩写。工作原理简单地说是铁芯可动变压器。它由一个初级线圈、两个次级线圈、铁芯、线圈骨架、外壳等部件组成。当铁芯由中间向两边移动时,次级两个线圈输出电压之差与铁芯移动成线性关系。

当初级线圈P1,P2之间供给一定频率的交变电压时,铁芯在线圈内移动改变了空间的磁场分布,从而改变了初、次级线圈之间的互感量,次级线圈S11,S22之间就产生感应电动势,随着铁心的位置不同,互感量也不同,次级产生的感应电动势也不同,这样就将铁芯的位移量变成了电压信号输出,由于两个次级线圈电压极性相反,参见图1,输出电压为差动电压。


信为传感器

当铁芯往右移动时,次级线圈2感应的电压大于次级线圈1;当铁芯往左移动时,次级线圈1感应的电压大于次级线圈2,两线圈输出的电压差值大小随铁芯位移而成线性变化。图2中的虚线范围内是传感器的量程,当铁芯移动行程大于100%时(虚线之外段),两次级线圈输出电压的差值与铁芯位移线性关系变差。零点两边的实线段一般是对称的测量范围,两者都是交流信号而相位差180度。实际的LVDT线圈通常与壳体紧固为一体,铁芯与测杆紧固为另一体,当两体间发生相对位移时,就产生位移电压输出。

信为传感器

技术性能

    供电电压:

直流9V~28V

    输出信号:

0~5VDC, 0~10VDC,

4~20 mA

数字输出RS485 RTU(或ASCII)

    频率响应(-3dB):

50HZ(电流输出)

250Hz(最大)  

    线性误差(满量程输出):

≤±0.25% of  FS

    重复误差:

<0.01% of FS

    使用温度:

 -25℃~+85℃(最大-55℃~+150℃)

    零点温度系数:

≤ 0.025%/℃

    灵敏度温度系数:

≤0.03%/℃(额定)

    耐振极限:

10g,2kHz

    抗冲击能力:

150g,11ms


LVDT具有以下特点:

1、无摩擦测量
  LVDT 的可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。它被用于可以承受轻质铁芯负荷,但无法承受摩擦负荷的重要测量。 例如,精密材料的冲击挠度或振动测试, 纤维或其它高弹材料的拉伸或蠕变测试。

2、无限的机械寿命

  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,理论上是无限长的。在对材料和结构进行疲劳测试等应用中,这是极为重要的技术要求。此外,无限的机械寿命对于飞机、导弹、宇宙飞船以及重要工业设备中的高可靠性机械装置也同样是重要的。

3、无限的分辨率
  LVDT的无摩擦运作及其感应原理使它具备两个显著的特性。第一个特性是具有真正的无限分辨率。这意味着 LVDT 可以对铁芯最微小的运动作出响应并生成输出。外部电子设备的可读性是对分辨率的唯一限制。

4、零位可重复性
  LVDT 构造对称,零位可回复。LVDT的电气零位可重复性高,且极其稳定。用在闭环控制系统中,LVDT 是非常出色的电气零位指示器。

5、径向不敏感
  LVDT对于铁芯的轴向运动非常敏感,径向运动相对迟钝。这样,LVDT 可以用于测量不是按照精准直线运动的物体,例如,可把LVDT耦合至波登管的末端测量压力。

6、输入/输出隔离
  LVDT被认为是变压器的一种,因为它的励磁输入(初级)和输出(次级)是完全隔离的。LVDT无需缓冲放大器,可以认为它是一种有效的模拟信号元件。在要求信号线与电源地线隔离的测量和控制回路中,它的使用非常方便。

7、坚固耐用

  制造LVDT所用的材料以及接合这些材料所用的工艺使它成为坚固耐用的变送器。即使受到工业环境中常有的强大冲击、巨幅振动,LVDT 也能继续发挥作用。铁芯与线圈分离LVDT 铁芯与线圈彼此分离,在铁芯和线圈内壁间插入非磁性隔离物,可以把加压的、 腐蚀性或碱性液体与线圈组隔离开。这样,线圈组实现气密封,不再需要对运动构件进行动态密封。对于加压系统内的线圈组,只需使用静态密封即可。

8、环境适应性
  LVDT 是少数几个可以在多种恶劣环境中工作的变送器之一。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下工作。例如,在类似液氮的低温环境中或核辐射环境。虽然在大多数情况下,LVDT具有无限的工作寿命(理论上),置于恶劣环境下的LVDT,工作寿命却因环境不同而各不相同。

9、LVDT与光栅,磁栅,等高精度测长仪器相比有以下几个优点缺点:
  优点: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。
  LVDT可在强磁场,大电流,潮湿,粉尘等恶劣环境下使用。
  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,全密土封在水下工作。
  可靠性非常好,能承受冲击达150g/11ms ,振动频率2KHZ加速度20g。体积小,价格低,性能价格比高。

XML地图