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LVDT直线位移传感器

发表时间:2013-09-23 11:38 作者:智鸢机电 来源: 浏览:

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LVDT(Linear Variable Differential Transformer)是线性可变差动变压器缩写,属于直线位移传感器。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。LVDT工作过程中,铁心的运动不能超出线圈的线性范围,否则将产生非线性值,因此所有的LVDT均有一个线性范围。

初级线圈、次级线圈分布在线圈骨架上,线圈内部有一个可自由移动的杆状铁芯。当铁芯处于中间位置时,两个次级线圈产生的感应电动势相等,这样输出电压为零;当铁芯在线圈内部移动并偏离中心位置时,两个线圈产生的感应电动势不等,有电压输出,其电压大小取决于位移量的大小。为了提高传感器的灵敏度,改善传感器的线性度、增大传感器的线性范围,设计时将两个线圈反串相接、两个次级线圈的电压极性相反,LVDT输出的电压是两个次级线圈的电压之差,这个输出的电压值与铁芯的位移量成线性关系。

LVDT的工作电路称为调节电路或信号调节器。一个典型的调节电路应包括稳压电路、正弦波发生器、解调器和一个放大器。

正弦波发生器应具有恒定的幅度和频率,且不受时间和温度的影响。正弦可用文氏电桥产生,或用方波、阶梯波经滤波产生,或用其它合适的方法产生。

解调器可以是一个简单的二极管结构,当LVDT次级线圈的交流输出大于1VF.S时,使用简单二极管解调器;如果信号幅度低于此值,由于两个二极管正向电压的差异,会存在温度敏感问题,但对较大的信号电压,二极管误差的影响并不明显。也可以用同步解调器,在同步解调器中,两个场效应管交替地开关,其定时与为初级供电的正弦波同步。在初级与解调器开关间所需相移量取决于LVDT指标和LVDT与信号调节器间的导线长度。

正弦波发生器、解调器和放大电路已组合成商品化IC,使用这些器件将极大地简化LVDT信号调节器的设计。最常用的有Philips出品的NE5521和ADI公司的AD598/698。此外,细间距封装的标准模拟和数字器件的出现,使电路设计更加简化,并可固定在LVDT外壳的内部。 

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