LVDT位移傳感器基于電磁感應(yīng)原理工作，Magnescale位移傳感器核心結(jié)構(gòu)包括一個初級線圈、兩個次級線圈、一個可自由移動的桿狀鐵芯以及線圈骨架和外殼等部件。當(dāng)初級線圈通以交變電流時，會在其周圍產(chǎn)生交變磁場。鐵芯在磁場中移動時，會改變兩個次級線圈中的磁通量，從而在次級線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。由于兩個次級線圈反極性串聯(lián)，其輸出電壓與鐵芯的位移量成線性關(guān)系，實現(xiàn)了位移到電信號的轉(zhuǎn)換。
LVDT位移傳感器，全稱為Linear Variable Differential Transformer（線性可變差動變壓器），是一種高精度、高穩(wěn)定性的電感式位移測量儀器。它廣泛應(yīng)用于工業(yè)自動化、航空航天、機械制造、建筑裝修等多個領(lǐng)域，成為現(xiàn)代測控系統(tǒng)中不可少的一部分。以下是對LVDT位移傳感器的詳細(xì)分析：
一、工作原理
LVDT位移傳感器基于電磁感應(yīng)原理工作，其核心結(jié)構(gòu)包括一個初級線圈、兩個次級線圈、一個可自由移動的桿狀鐵芯以及線圈骨架和外殼等部件。當(dāng)初級線圈通以交變電流時，會在其周圍產(chǎn)生交變磁場。鐵芯在磁場中移動時，會改變兩個次級線圈中的磁通量，從而在次級線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。由于兩個次級線圈反極性串聯(lián)，其輸出電壓與鐵芯的位移量成線性關(guān)系，實現(xiàn)了位移到電信號的轉(zhuǎn)換。
二、結(jié)構(gòu)特點
LVDT位移傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計精巧，主要包括以下幾個部分：
初級線圈：位于線圈骨架上，用于產(chǎn)生交變磁場。
次級線圈：通常為兩個，反極性串聯(lián)，用于檢測鐵芯位移并輸出電壓信號。
鐵芯：桿狀，可自由移動于線圈內(nèi)部，是位移測量的關(guān)鍵部件。
線圈骨架：支撐并固定初級和次級線圈，保持其相對位置穩(wěn)定。
外殼：保護內(nèi)部元件，防止外界干擾。
此外，還常配備有電路板、屏蔽層、出線等部件，以提供激勵信號、進行信號處理并輸出標(biāo)準(zhǔn)信號。
三、主要優(yōu)勢
LVDT位移傳感器之所以能在眾多位移測量儀器中脫穎而出，主要得益于其以下優(yōu)勢：
高精度：具有較高的測量精度，部分型號線性精度可達0.25%，能夠滿足精密測量的需求。
高穩(wěn)定性：由于采用無摩擦測量結(jié)構(gòu)，在使用過程中不會產(chǎn)生磨損，因此具有較高的穩(wěn)定性和使用壽命。
高分辨率：理論上具有無限分辨率，能夠?qū)﹁F芯最微小的運動作出響應(yīng)并生成輸出。
環(huán)境適應(yīng)性強：可在多種惡劣環(huán)境下工作，如強磁場、大電流、潮濕、粉塵等環(huán)境，具有較高的環(huán)境適應(yīng)性。
抗干擾性能好：初級、次級線圈電氣隔離，精度幾乎不受負(fù)載、共模電壓或輸入諧波及噪聲影響。
四、應(yīng)用領(lǐng)域
LVDT位移傳感器憑借其優(yōu)異的性能特點，在多個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用：
工業(yè)自動化：在自動化生產(chǎn)線、數(shù)控機床、模具生產(chǎn)等領(lǐng)域，可用于實時監(jiān)測設(shè)備內(nèi)部元件的位移量，保障設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)并提高生產(chǎn)效率。
航空航天：在航空發(fā)動機、燃?xì)廨啓C等領(lǐng)域，可用于計量活門開度、油針位置等關(guān)鍵參數(shù)，確保飛行安全。
機械制造：在金屬加工、機床及工具定位等領(lǐng)域，可用于實現(xiàn)高精度測量和定位控制。
建筑裝修：在建筑裝修領(lǐng)域，可用于測量建筑物的尺寸、變形等參數(shù)，為施工提供數(shù)據(jù)支持。
