lvdt的作用_lvdt的工作原理

　　LVDT可以用来测量物体的伸长度、震动频率、振幅、物体厚薄程度和膨胀度等精确数据。具体还可以用在机床工具和液压缸的定位，以及辊缝和阀门的控制等。

　　lvdt（差动变压器）位移传感器为电磁感应原理，与传统的电力变压器不同，lvdt是一种开磁路弱磁耦合的测量元件。lvdt的结构由铁心、衔铁、初级线圈、次级线圈组成，初级线圈、次级线圈分布在线圈骨架上，线圈内部有一个可自由移动的杆状衔铁。用不同线径的漆包线，在骨架上绕制一组初级线圈，两组次级线圈，其工作方式依赖于在线圈骨架内磁芯的移动，当初级线圈供给一定频率的交变电压时，铁芯在线圈内移动就改变了空间的磁场分布，从而改变了初、次级线圈之间的互感量，次级线圈就产生感应电动势，随着铁心的位置不同，互感量也不同，次级产生的感应电动势也不同，这样就将铁芯的位移量变成了电压信号输出。

　　图2显示当LVDT的纤芯处于不同的轴向位置时会出现什么情况。LVDT的初级绕组P由恒定振幅交流电源进行通电。由此形成的磁通量由纤芯耦合到相邻的次级绕组S1和S2。如果纤芯位于S1和S2的中间，则会向每个次级绕组耦合相等的磁通量，因此绕组S1和S2中各自包含的E1和E2是相等的。在该参考中间纤芯位置（称为零点），差分电压输出（E1-E2）本质上为零。如图2中所示，如果移动纤芯，使其与S1的距离小于与S2的距离，则耦合到S1中的磁通量会增加，而耦合到S2中的磁通量会减少，因此感生电压E1增大，而E2减小，从而产生差分电压（E1-E2）。相反，如果纤芯移动得更加靠近S2，则耦合到S2中的磁通量会增加，而耦合到S1中的磁通量会减少，因此E2增大，而E1减小，从而产生差分电压（E2-E1）。

　　图2：显示当LVDT的纤芯处于不同的轴向位置时会出现什么情况。

　　图3A显示差分输出电压EOUT的大小是如何随着纤芯位置变化的。自零点开始最大纤芯位移的EOUT值取决于初级励磁电压的振幅和特定LVDT的敏感因子，但通常为几个伏特RMS。该交流输出电压EOUT（以初级励磁电压作为参考）的相位角会保持不变，直到纤芯的中心经过零点，此时该相位角突然改变180度。如图3B中所示。可以通过相应的电路，使用该180度相移来确定纤芯离开零点的方向。图3C中对其进行了显示，其中输出信号的极性表示纤芯与零点的位置关系。该图还显示LVDT的输出在其指定的纤芯移动范围内具有很好的线性，但可以在更大的范围使用传感器，此时输出线性会有所降低。

　　图3：LVDT的输出特性随纤芯的位置不同而变化。全程输出是一个较大的信号（通常为一伏特或更大），通常不需要放大。请注意，LVDT会继续在超过100%全程的范围运行，但线性会降低。