LVDT位移傳感器由于其高精度、高穩(wěn)定性和良好的線性度等特點(diǎn)，在多個(gè)場(chǎng)合都得到了廣泛的應(yīng)用。今天讓我們與森瑟科技工程師，一同來(lái)探討解析一下LVDT位移傳感器的原理、特點(diǎn)、對(duì)比于其他傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)；作為專(zhuān)業(yè)的傳感研發(fā)與制造公司，森瑟科技的LVDT位移傳感器的工程師們期待從原理、特點(diǎn)、優(yōu)缺點(diǎn)上與廣大使用者共同分析LVDT位移傳感器的使用場(chǎng)合，為廣大客戶提供更好的解決方案，選擇到性能價(jià)格便宜的好用產(chǎn)品。

首先，我們先對(duì)比于光柵，磁柵，等高精度長(zhǎng)距離的位移傳感器，看看LVDT位移傳感器有哪些優(yōu)缺點(diǎn)？

優(yōu)點(diǎn)：

1、動(dòng)態(tài)特性好，可用于高速在線檢測(cè)，進(jìn)行自動(dòng)測(cè)量，自動(dòng)控制。而光柵、磁柵等測(cè)量速度一般為1.5m/s以內(nèi)，反饋的速度較慢，更適用于靜態(tài)測(cè)量。

2、LVDT位移傳感器可在強(qiáng)磁場(chǎng)，大電流，潮濕，粉塵等惡劣環(huán)境下使用。

3、可以做成在特殊條件下工作的傳感器，如耐高壓，高溫，耐輻射，全密土封在水下工作。

4、可靠性非常好，能承受沖擊達(dá)150g/11ms ，振動(dòng)頻率2KHZ加速度20g。

5、體積小，價(jià)格低，性能價(jià)格比高。

LVDT 不足之處都有哪些呢？

1、有拉桿的限制，測(cè)量距離不易過(guò)長(zhǎng)，只能+/-500mm 以下測(cè)試較佳；

2、雖然原理上非接觸，但是測(cè)量的過(guò)程需要有拉桿與被測(cè)物體連接，或者通過(guò)回彈式的設(shè)計(jì)，需要頂在被物體上；

3、無(wú)法像拉繩位移傳感器測(cè)量拐彎的位移量；

4、無(wú)法像激光傳感器測(cè)量超遠(yuǎn)距離的目標(biāo)。

其次，我們與森瑟工程師一起來(lái)分析下LVDT位移傳感器的特點(diǎn)都有哪些？

正如前面探討說(shuō)到的LVDT位移傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)，那么LVDT位移傳感器最重要的特點(diǎn)有如下七點(diǎn)：

1、無(wú)摩擦測(cè)量且理論壽命可以無(wú)限期：LVDT位移傳感器的可動(dòng)鐵芯和線圈之間通常沒(méi)有實(shí)體接觸，也就是說(shuō)LVDT位移傳感器是沒(méi)有摩擦的部件。它被用于可以承受輕質(zhì)鐵芯負(fù)荷，但無(wú)法承受摩擦負(fù)荷的重要測(cè)量。 例如，精密材料的沖擊撓度或振動(dòng)測(cè)試， 纖維或其它高彈材料的拉伸或蠕變測(cè)試。由于LVDT位移傳感器的線圈及其鐵芯之間沒(méi)有摩擦和接觸，因此不會(huì)產(chǎn)生任何磨損。這樣LVDT位移傳感器的機(jī)械壽命，理論上是無(wú)限長(zhǎng)的。在對(duì)材料和結(jié)構(gòu)進(jìn)行疲勞測(cè)試等應(yīng)用中，這是極為重要的技術(shù)要求。此外，無(wú)限的機(jī)械壽命對(duì)于飛機(jī)、、宇宙飛船以及重要工業(yè)設(shè)備中的高可靠性機(jī)械裝置也同樣是重要的。

2、無(wú)限的分辨率：LVDT位移傳感器的無(wú)摩擦運(yùn)作及其感應(yīng)原理使它具備兩個(gè)顯著的特性。個(gè)特性是具有真正的無(wú)限分辨率。這意味著 LVDT位移傳感器 可以對(duì)鐵芯最微小的運(yùn)動(dòng)作出響應(yīng)并生成輸出。外部電子設(shè)備的可讀性是對(duì)分辨率的限制。

3、零位可重復(fù)性：LVDT位移傳感器 構(gòu)造對(duì)稱(chēng)，零位可回復(fù)。LVDT位移傳感器的電氣零位可重復(fù)性高，且極其穩(wěn)定。用在閉環(huán)控制系統(tǒng)中，LVDT位移傳感器 是非常出色的電氣零位指示器。

4、徑向不敏感：LVDT位移傳感器對(duì)于鐵芯的軸向運(yùn)動(dòng)非常敏感，徑向運(yùn)動(dòng)相對(duì)遲鈍。這樣，LVDT位移傳感器 可以用于測(cè)量不是按照精準(zhǔn)直線運(yùn)動(dòng)的物體，例如，可把LVDT位移傳感器耦合至波登管的末端測(cè)量壓力。

5、輸入/輸出隔離：LVDT位移傳感器被認(rèn)為是變壓器的一種，因?yàn)樗膭?lì)磁輸入（初級(jí)）和輸出（次級(jí)）是隔離的。LVDT位移傳感器無(wú)需緩沖放大器，可以認(rèn)為它是一種有效的模擬信號(hào)元件。在要求信號(hào)線與電源地線隔離的測(cè)量和控制回路中，它的使用非常方便。

6、堅(jiān)固耐用：制造LVDT位移傳感器所用的材料以及接合這些材料所用的工藝使它成為堅(jiān)固耐用的變送器。即使受到工業(yè)環(huán)境中常有的強(qiáng)大沖擊、巨幅振動(dòng)，LVDT位移傳感器 也能繼續(xù)發(fā)揮作用。鐵芯與線圈分離LVDT位移傳感器 鐵芯與線圈彼此分離，在鐵芯和線圈內(nèi)壁間插入非磁性隔離物，可以把加壓的、 腐蝕性或堿性液體與線圈組隔離開(kāi)。這樣，線圈組實(shí)現(xiàn)氣密封，不再需要對(duì)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件進(jìn)行動(dòng)態(tài)密封。對(duì)于加壓系統(tǒng)內(nèi)的線圈組，只需使用靜態(tài)密封即可。

7、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)：LVDT位移傳感器 是少數(shù)幾個(gè)可以在多種惡劣環(huán)境中工作的變送器之一。例如，密封型LVDT位移傳感器 采用不銹鋼外殼，可以置于腐蝕性液體或氣體中。有時(shí)，LVDT位移傳感器 被要求在惡劣的環(huán)境下工作。例如，在類(lèi)似液氮的低溫環(huán)境中或核輻射環(huán)境。雖然在大多數(shù)情況下，LVDT位移傳感器具有無(wú)限的工作壽命（理論上），置于惡劣環(huán)境下的LVDT位移傳感器，工作壽命卻因環(huán)境不同而各不相同。

最后，我們來(lái)分析一下LVDT位移傳感器具體的工作原理是什么？

LVDT（Linear Variable Differential Transformer）是線性可變差動(dòng)變壓器縮寫(xiě)。工作原理簡(jiǎn)單地說(shuō)是鐵芯可動(dòng)變壓器。它由一個(gè)初級(jí)線圈、兩個(gè)次級(jí)線圈、鐵芯、線圈骨架、外殼等部件組成。當(dāng)鐵芯由中間向兩邊移動(dòng)時(shí)，次級(jí)兩個(gè)線圈輸出電壓之差與鐵芯移動(dòng)成線性關(guān)系。

當(dāng)初級(jí)線圈P1，P2之間供給一定頻率的交變電壓時(shí)，鐵芯在線圈內(nèi)移動(dòng)改變了空間的磁場(chǎng)分布，從而改變了初、次級(jí)線圈之間的互感量，次級(jí)線圈S11，S22之間就產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，隨著鐵心的位置不同，互感量也不同，次級(jí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也不同，這樣就將鐵芯的位移量變成了電壓信號(hào)輸出，由于兩個(gè)次級(jí)線圈電壓極性相反,參見(jiàn)圖1,輸出電壓為差動(dòng)電壓。

圖1：LVDT位移傳感器原理圖

　　當(dāng)鐵芯往右移動(dòng)時(shí)，次級(jí)線圈2感應(yīng)的電壓大于次級(jí)線圈1；當(dāng)鐵芯往左移動(dòng)時(shí)，次級(jí)線圈1感應(yīng)的電壓大于次級(jí)線圈2，兩線圈輸出的電壓差值大小隨鐵芯位移而成線性變化。圖2中的虛線范圍內(nèi)是傳感器的量程，當(dāng)鐵芯移動(dòng)行程大于99%時(shí)（虛線之外段），兩次級(jí)線圈輸出電壓的差值與鐵芯位移線性關(guān)系變差。零點(diǎn)兩邊的實(shí)線段一般是對(duì)稱(chēng)的測(cè)量范圍，兩者都是交流信號(hào)而相位差180度。實(shí)際的LVDT位移傳感器的線圈通常與殼體緊固為一體，鐵芯與測(cè)桿緊固為另一體，當(dāng)兩體間發(fā)生相對(duì)位移時(shí)，就產(chǎn)生位移電壓輸出。

圖2：LVDT位移傳感器的輸出電壓

森瑟科技LVDT位移傳感器綜合技術(shù)性能表參考如下表，當(dāng)然每個(gè)型產(chǎn)品設(shè)計(jì)都有獨(dú)道之處，具體產(chǎn)品性能需要參考每個(gè)LVDT位移傳感器的DATASHEET （/POSITION.html）