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LVDT 术语

了解线性可变差动变压器 (LVDT) 位移传感器所使用的术语。

关键术语

请看看以下 7 个关键术语,了解如何使用它们选择 LVDT 位移传感器。

标称线性范围

选择 LVDT 时的基本考虑因素是铁芯移动的最大范围,特定线性的模拟输出就是通过铁芯移动而产生的。满量程位移是指铁芯从其在该线性区域中的零位可以移动的距离。由于铁芯可以从零位向任何一端位移,因此线性工作范围是满量程位移的两倍。当以正号或负号 (+/-) 表示时,满量程位移称为标称线性范围。当不指明极性时,它称为 LVDT 的全范围、全行程或总行程。任何 LVDT 的标称线性范围都会随着频率的变化而变化。当采用正确铁芯的 LVDT 用于指定频率时,实际线性范围将始终等于或大于标称值。当最佳线性对于一个应用不是至关重要时,实际工作范围可能显著超出指定的标称线性范围。为高阻抗负载指定了标称线性范围,通常为 50 千欧姆至 0.5 兆欧姆。负载阻抗低可能会对线性和标称线性范围产生不利影响。
 

线性误差

由于在标称上 LVDT 输出与铁芯在其线性移动范围内的位移是线性函数关系,因此输出电压量级与铁芯位移关系的图形基本上是一条直线。在标称线性范围以外,输出开始偏离直线,呈平缓的曲线。以一条相对于铁芯在 LVDT 标称线性范围内的位移而形成的统计学上的最佳直线为基准,所得到的 LVDT 输出的最大偏差被定义为 LVDT 的线性误差或非线性。线性误差的典型表达方式是全范围输出的 +/- 百分比,或涵盖了直线和偏差的误差范围宽度。对 LVDT 的线性误差的正确解读取决于 LVDT 最终在测量中的应用。有些用户使用非线性来衡量系统的准确度,因为它往往是最大的误差。 

满量程输出

FSO

对于交流 LVDT,满量程输出是指 LVDT 的铁芯处于满量程位移位置并且其初级在指定的标称输入电压下被激励时的 LVDT 输出。不过,在大多数情况下,对同一线性范围的交流 LVDT 的更好的比较方法是灵敏度比较。灵敏度通常表示为以伏为单位的激励所造成的以千分之一英寸为单位的铁芯位移所产生的以毫伏为单位的输出 (mV/mil/Volt)。灵敏度随着激励频率的变化而变化,因此也必须指定激励频率。灵敏度主要影响 LVDT 的信号调节电子设备所需的增益。 对于大多数直流 LVDT 而言,灵敏度的可比较特征是比例因子,该因子通常以每英寸铁芯位移所产生的直流输出伏数来表示。有些传统的直流 LVDT 使用比率计配置,这需要它们使用与灵敏度相同的单位,或者为特定的直流输入电压指定比例因子。还有些直流 LVDT 输出到 4-20mA 电流回路,因此它们的比例因子以每英寸毫安 (mA/in) 或每千分之一英寸毫安 (mA/mil) 来表示。

分辨率

分辨率是 LVDT 输出中可观察到的铁芯位置的最小变化。LVDT 的分辨率本质上是无限的,因为它基于磁耦合原理。铁芯位置的无限小的变化会产生输出变化。在实践中,系统分辨率受相关电子设备对 LVDT 输出的感知能力的限制,该能力称为系统的信噪比。对于经过合理设计的 LVDT 测量系统,微英寸级的分辨率并非罕见。 

可重复性

传感器能够在不变的工作和环境条件下重现同样的输出,以便对完全相同的输入进行重复试验,这一能力是在选择传感器时要考虑的最重要因素。该参数称为可重复性,是任何机电测量系统中唯一不可削减和无法改正的静态误差来源。可重复误差是进行任何基于传感器的测量时都会面临的限制因素。所有出色的 LVDT 都具有非常好的可重复性,它们只受 LVDT 的铁芯所连接的以及 LVDT 的线圈所安装到的物理构件或结构的机械因素的影响。可重复性和分辨率都是总的测量误差的构成因素,它们通常以满量程输出的百分比表示。这些参数可以同样应用于交流 LVDT 和直流 LVDT。

HSAR 密封 LVDT
HSAR 密封 LVDT
CD 375 通风式 LVDT
CD375 通风式 LVDT

密封 LVDT

密封 LVDT 可以防止任何液体或气体进入传感器的外壳。 对于存在腐蚀性/加压的介质、高湿度或辐射的应用,建议使用密封 LVDT 以确保外部介质不会进入绕组。该密封使传感器不受可能会缩短其寿命或损害其可靠性的灰尘、蒸汽、化学物质乃至极端温度的影响。在该配置中,LVDT 的重载外壳、孔芯层和端部垫圈焊接在一起形成密封。通常,密封 LVDT 可以承受高达 3000 psig 的工作压力。密封结构还使铁芯可以承受高达 400°F 的温度。

通风式 LVDT

为承受极端高压,传感器外壳可以进行通风以平衡 LVDT 线性位移传感器的内外压力。 LVDT 的通风版本可以承受高压、高温、冲击和振动的共同影响。但是,由于通风孔 暴露了外壳内的线圈,因此 LVDT 所浸入的任何液体都不能具有导电性并且必须具有温和的化学性质。 通风式 LVDT 可以在 -65°F 至 +400°F(-55°C 至 +200°C)的极端温度及 35 kpsi 的工作压力下使用。 高温额定值是通过使用适用于这些温度的内部材料而取得的。