线性可变差动传感器

线性可变差动变压器 (LVDT) 是一种常见的机电式传感器,可将与其机械连接物体的直线运动转换为相应的电信号。LVDT提供多种封装选项,即使在严苛环境和关键应用中也具有很长的预期使用寿命。这些传感器采用无摩擦、非接触式感应磁耦合技术,具有很长的循环寿命和近乎无限的分辨率。针对要求严苛的应用需求,可提供多种标准产品和定制封装选项。

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LVDT特性

无摩擦运行

LVDT重要的特性之一是无摩擦运行。在正常使用过程中,LVDT的磁芯与线圈组件之间不存在机械接触,因此不会产生摩擦、拖曳或其他摩擦源。这一特性特别适用于材料测试、振动位移测量以及高分辨率尺寸测量系统。

 

无限分辨率

由于LVDT基于电磁耦合原理工作,并且采用无摩擦结构,因此能够测量磁芯位置的微小变化。这种无限分辨率能力仅受LVDT信号调理器噪声和输出显示器分辨率限制。这些因素同时也赋予LVDT优异的重复性。

 

无限长的机械寿命

由于LVDT磁芯与线圈结构之间通常不存在接触,因此没有会发生摩擦或磨损的部件。这意味着LVDT具有无限机械寿命。这一特性对于飞机、卫星、航天器等高可靠性应用尤为重要。同时,该特性对于许多工业过程控制和工厂自动化系统也颇具价值。


抗超行程损坏
大多数LVDT的内部孔道两端均为开放结构。当发生意外超行程时,磁芯能够完全穿过传感器线圈组件,而不会造成损坏。这种对位置输入过载的耐受能力,使LVDT成为引伸计等应用的理想传感器,例如安装于破坏性材料测试设备中的拉伸试样上。
 

零点重复性
LVDT固有零点位置具有非常高的稳定性和重复性,即使在宽温度工作范围内也是如此。这使LVDT能够在闭环控制系统和高性能伺服平衡仪器中作为零位传感器获得优异性能。


单轴灵敏度
LVDT响应磁芯沿线圈轴线方向的运动。而对于磁芯横向运动或径向位置变化通常不敏感。因此,在运动部件存在偏心安装、浮动安装或磁芯运动轨迹并非严格直线的应用中,LVDT通常仍能正常工作而不会受到不利影响。


可分离式线圈和磁芯
由于LVDT磁芯与线圈之间唯一的作用方式是磁耦合,因此可在磁芯与线圈孔道之间插入非磁性管道,从而将线圈组件与磁芯隔离。采用这种方式后,加压流体可以封闭于管道内部,而磁芯能够在其中自由移动,同时线圈组件无需承受压力。这一特性常用于液压比例阀和伺服阀阀芯位置反馈应用中的LVDT。

 

快速动态响应
正常工作过程中不存在摩擦,因此LVDT能够对磁芯位置变化快速作出响应。LVDT传感器本身的动态响应仅受磁芯微小质量产生的惯性效应限制。在大多数情况下,LVDT测量系统的响应速度主要由信号调理器特性决定。


绝对输出
LVDT属于绝对输出器件,而非增量输出器件。这意味着即使发生断电,LVDT传输的位置数据也不会丢失。当测量系统重新启动后,LVDT输出值将与断电前保持一致。

环境适应能力强

LVDT采用的材料和制造工艺使其成为坚固耐用且能够适应各种环境条件的传感器。线圈绕组完成粘接后会采用环氧树脂封装于外壳内,从而获得优异的防潮和防湿性能,同时能够承受较大的冲击载荷和各个方向上的高振动水平。内部高导磁率磁屏蔽层能够将外部交流磁场的影响降至最低。外壳和磁芯均采用耐腐蚀金属制造,其中外壳还可作为附加磁屏蔽层。对于需要接触易燃或腐蚀性蒸汽和液体、或需要在加压流体环境中工作的应用,可通过多种焊接工艺实现外壳与线圈组件的气密密封。标准LVDT可在较宽温度范围内工作。如有需要,还可制造适用于低温环境的产品,或者通过采用特殊材料,使其能够在许多核反应堆所存在的高温和高辐射环境下工作。

LVDT资源