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lvdt位移传感器的原理是什么?-彩客网手机版

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【摘要】:

在机械设备的运动轴中,最常见的是直线运动。

 

对于直驱,我们一般用直线位移传感器,比如光栅尺来检测运动部件的位置。

 

而对于旋转变直线的运动轴,有时也可以用旋转编码器来检测位置,速度等参数。

今天,我想分享一下另外一种常用的直线位移传感器:lvdt。

 

什么是lvdt?

 

我查了一下,lvdt是linear variable differential transformer的缩写,表面意思是,线性可变差动变压器。

 

乍一看怎么是变压器,吓坏了。

 

原来是因为,它也是利用变压器的磁感应原理,来产生电压,再通过电路转换,得到被测位移。

 

为了方便理解,我们这里就叫lvdt传感器。

lvdt的内部主要结构,包括一个初级绕组和一对次级绕组,初级绕组位于中间,而次级绕组则沿相反方向串联,缠绕在初级绕组的两侧。运动部件是导磁铁芯,可以在空心线圈中移动,连接到要测量位置的物体上。圆柱形的屏蔽层和不锈钢外壳可以保护绕组免受损坏,并且还可以容纳感测磁场,提供电磁屏蔽。 简化的线圈和铁芯,初级绕组位于中间,次级绕组串联,缠绕在初级绕组的两侧。每个次级线圈应具有相同的匝数和长度,以免影响零位和线性度。 运行时,在初级绕组上施加一个小的交流电压,称为“励磁信号”,进而在两个相邻的次级绕组中感应出电动势(变压器原理),铁芯在不同的位置,次级绕组电势差不同,进而通过感应电压确定铁芯位置

如果铁芯恰好位于空心管的中央,则两个次级绕组中的感应电动势会相互抵消,因为它们的相位差180°,因此最终输出电压为零。

 

当铁芯向一侧稍微移动时,其中一个次级线圈中的感应电压,将变得大于另一个次级线圈中的感应电压,从而产生电势差,并且输出交变电压。

 

当铁芯通过中心位置,从一端移动到另一端时,输出电压从最大值变为零,然后再次回到最大值,但是在此过程中,其相角改变了180度。

 

这使lvdt能够产生交流电信号,其幅度表示铁芯从中央位置开始的移动量,并且其相位角表示铁芯的移动方向。因此,这种类型的位置传感器的输出信号,既可以用感应电压大小表示位移大小,又可以根据电压极性表示运动方向,所以说这是一种

 

通常,此感应出的交流电压,通过合适的电子电路,转换为更方便使用的高电平直流电压或电流。

 

这就是lvdt的原理。

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