LVDT式位移传感器的优点

2024-01-05 08:01:12

通过对差动变压器式位移传感器(LVDT)的测量原理的讨论(《LVDT式位移传感器的原理》),我们可以发现它有着其他测量方法无法替代的优点,并且随着新技术的不断出现,这些优点的作用也越来越明显。

◆ 可移动的动芯与线圈骨架之间可以无摩擦。

因为一、二次线圈与铁芯之间通过磁场耦合,因此两者之间可以没有摩擦。事实上我们目前的设计中骨架内壁与铁芯外径间的径向间隔为1mm左右,必要时(特殊订货)可以做成3mm或更大。由于本质上无摩擦,就保证了传感器的理论寿命是无限的。基于同样的原因,LVDT不存在重复性误差与回差,也就是说精度指标本身就是传感器的非线性度指标。

◆ 传感器本身无滞后

有些手册将LVDT作为带互感与漏感的铁芯线圈来分析,因此在进行了一系列推导后,传递函数成了一个惯性环节。但这是一种误解。LVDT是在开磁路状态下工作的,因此应该用电磁场理论进行分析。实际上铁芯移动后引起的磁感应强度的轴向分布变化,一直到二次感应电动势的变化过程,用的是电磁波的传播速度,即光速。因此铁芯位移与二次感应电动势之间的传递函数完全可以看作是一个比例环节。当然从二次感应电动势到二次仪表输出的直流缓变信号之间必然会有滞后,这取决于二次仪表的设计技术,与LVDT本身无关。

◆ 无穷的分辨率

由于同样的理由,LVDT的一、二次线圈之间是通过交变磁场耦合的,因此只要铁磁材料本身均匀,分辨率就应该是无穷的

◆ 输出浮地

由于LVDT一、二次线圈本身是隔离的,二次输出就可以浮地。而且两个二次线圈本身又是对称的。因此可以将共模抑制比(CMRR)做得很高,从而提高了抗干扰能力。

◆ 输出信号幅值大

LVDT的灵敏度通常可以比采用别的原理的传感器高很多。因此在保证抗干扰能力的基础上简化了二次仪表电路的设计。

◆ 抗恶劣环境能力

LVDT本身不怕油污、光照、辐射等影响,从而很适合于恶劣环境条件下的工业现场使用。

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