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LVDT位移传感器

发布时间:2021-03-30 14:04人气:

  差动变压器位移传感器(LVDT位移传感器)基于电磁感应原理。它使用环氧玻璃布,不锈钢和其他材料作为线圈骨架,并使用不同线径的漆包线将线圈缠绕在骨架上。与传统的电力变压器不同,LVDT位移传感器是具有开路和弱磁耦合的测量元件。一组初级线圈和两组次级线圈缠绕在线圈架上。其工作模式取决于线圈架中磁芯的运动。当初级线圈提供一定频率的交流电压(励磁电压)时,线圈中铁芯的运动会改变空间磁场分布,从而改变初级线圈和次级线圈之间的互感,并且次级线圈会产生感应电动势力,因为铁芯的位置不同,互感也不同,并且次级产生的感应电动势也不同,因此铁芯的位移(实际的铁芯保持接触通过测量杆的被测物,也就是被测物的位移)成为电压信号的输出。由于两个次级线圈的电压极性相反,因此传感器的输出是两个次级线圈的电压之差,并且该电压差与位移成线性关系。 (请参见图2)。

  当铁芯位于线圈中间时,两级线圈的感应电压相等但相位相反,并且电压差为零。当铁芯向右移动时,右侧次级线圈感应的电压大于左侧电压。两个线圈之间的电压差随铁芯(第一象限的实线部分)的位移线性变化,这是LVDT位移传感器有效测量范围(一半)。当铁芯继续向右移动时,两级线圈的输出电压之间的差与铁芯的位移没有线性关系。这是缓冲区非测量区域(虚线)。相反,当铁芯从线圈的中间位置向左移动时也是如此。零点两侧的实线段通常是对称的测量范围,但是两者都是相位差为180°的AC信号。

  这里应该特别指出的是,LVDT位移传感器与通用变压器本质上是不同的。变压器是强电磁耦合的,在满载和空载之间,次级电压差异很大。 LVDT位移传感器是一种弱电磁耦合,它需要较大的负载阻抗和由次级产生的较小的感应电流。产生的附加磁场不会干扰励磁磁场的分布。这是与普通变压器完全不同的概念,并显示了LVDT位移传感器的性质。  

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