差動變壓式(LVDT)位移傳感器簡介:
差壓式位移傳感器即?差動變壓器式位移傳感器,簡稱LVDT。是利用變壓器互感原理將機(jī)械位移轉(zhuǎn)換為電信號的精密測量裝置,?核心特征是通過差分輸出消除共模干擾,實(shí)現(xiàn)高精度位移檢測。其技術(shù)原理與應(yīng)用特點(diǎn)如下:
?一、結(jié)構(gòu)與工作原理?
1. ?核心組件?
(1) ?三線圈結(jié)構(gòu)?:包含一個初級線圈(勵磁線圈)和兩個對稱反接的次級線圈(輸出線圈)。
(2) ?可動鐵芯?:與被測物體連接,位移時改變線圈間的磁通分布。
2. ?工作流程?
(1) 初級線圈通入交流電(典型頻率1-10kHz),產(chǎn)生交變磁場。
(2) 鐵芯位移導(dǎo)致次級線圈互感變化:
① ?居中位?:兩次級線圈感應(yīng)電動勢相等,差分輸出為0。
② ?偏移位?:一側(cè)次級線圈感應(yīng)電動勢增大,另一側(cè)減小,輸出與位移方向/大小成正比的電壓信號。
(3) 信號經(jīng)相位解調(diào)電路處理,消除零點(diǎn)殘余電壓(<0.1%FS),輸出直流位移信號。
?二、技術(shù)特性與優(yōu)勢?
?特 性? | ?參數(shù)/說明? |
?測量精度? | 可達(dá)0.1級(誤差≤±0.1%FS),分辨率10μ |
?量程范圍? | ±1mm~±500mm |
?溫度適應(yīng)性? | 工作溫度-40℃~85℃,漂移系數(shù)≤0.03%FS/℃ |
?抗干擾能力? | 差分輸出抑制共模干擾,電磁兼容性達(dá)400A/m磁場下輸出變化<±5%FS |
?壽命與可靠性? | 無接觸磨損,適用于高頻振動環(huán)境(如注塑機(jī)合模機(jī)構(gòu)) |
?注?:與壓力傳感器的本質(zhì)區(qū)別在于:
1. ?差壓傳感器?:測量兩點(diǎn)的?壓力差值?,用于液位/流量間接測算。
2. ?差壓式位移傳感器?:直接通過鐵芯位移改變?磁通分布?,輸出線性位移信號。
?三、典型應(yīng)用場景?
1. ?工業(yè)精密控制?
(1) 液壓缸活塞定位(誤差≤0.1mm)、注塑機(jī)模具合模行程監(jiān)測。
(2) CNC機(jī)床刀具磨損補(bǔ)償(需0.2級以上精度)。
2. ?振動與形變監(jiān)測?
(1) 橋梁/建筑結(jié)構(gòu)微位移檢測(配合±50mm量程傳感器)。
(2) 發(fā)動機(jī)氣門升程動態(tài)測量(響應(yīng)頻率>500Hz)。
?四、選型與安裝要點(diǎn)?
1. ?輸出信號選擇?:
(1) ?模擬量?:0-10V(短距離傳輸)、4-20mA(抗干擾強(qiáng))。
(2) ?數(shù)字接口?:SSI(高速場景)、RS485(多節(jié)點(diǎn)聯(lián)網(wǎng))。
2. ?關(guān)鍵安裝規(guī)范?:
(1) 避免強(qiáng)磁場干擾源(如電機(jī)、變壓器)。
(2) 鐵芯運(yùn)動軸需與測量方向平行,機(jī)械偏角<±3°。
?五、技術(shù)演進(jìn)方向?
1. ?2024國標(biāo)修訂?:擴(kuò)展交流供電類型(原僅直流),新增諧波抑制與防護(hù)等級IP67要求;
2. ?集成化設(shè)計(jì)?:內(nèi)置信號調(diào)理電路,直接輸出標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)信號(如Profinet)。
差壓式位移傳感器憑借非接觸、高可靠及抗惡劣環(huán)境能力,已成為微位移測量領(lǐng)域的基準(zhǔn)設(shè)備。