技术学习-什么是 LVDT?

技术学习-什么是 LVDT?

什么是 LVDT?

LVDT(线性可变差动变压器= 是一种机电传感器,用于将机械运动或振动(特别是直线运动)转换为可变电流、电压或电信号,反之亦然。驱动机构主要用于自动控制系统或作为机械测量技术中的运动传感器。机电传感器的分类包括转换原理或输出信号的类型。

简而言之,线性传感器提供与被测参数(例如力)相关的电压输出量,用于简单的信号调理。LVDT 传感器设备对电磁干扰很敏感。使用更短的连接电缆可以减少电阻以消除重大错误。线性位移传感器需要三到四根连接线来提供电源和输出信号。

从物理上讲,LVDT 结构是一个中空金属圆柱体,其中直径较小的轴沿圆柱体的长轴自由来回移动。轴或推杆终止于导磁芯,当设备运行时,该芯必须位于气缸或线圈组件内。

在通常的实践中,推杆物理地附接到待确定位置的可移动物体(被测量),而线圈组件附接到固定参考点。被测量的移动使线圈组件内的铁芯移动;这种运动是用电测量的。

转换原则:

  • 电磁
  • 磁电
  • 静电

输出信号:

  • 模拟和离散输出
  • 数字的

评估机电传感器:

  • 静态和动态质量
  • 灵敏度或传递比 - E=Δy / Δx 或 Δy 是输入量 x 改变 Δx 时输出量 y 的变化
  • 输出信号——工作频率范围
  • 转换或信号的静态误差

LVDT 的类型

LD400:带乙缩醛轴承的微型直流输出位移传感器
LD400:带乙缩醛轴承的微型直流输出位移传感器

LVDT 传感器 - 确定您是否需要测量相对电流:C-in、AC-out、DC-in、DC-out;或测量线圈的谐振频率作为线圈位置的函数,基于频率的设备。

俘获电枢:这些机制更适合长工作范围。系留电枢有助于防止错位,因为它们由低摩擦组件引导和约束。

非导向电枢:无限分辨率质量,非导向电枢 LVDT 机构是一种无磨损设计,不会限制测量数据的分辨率。这种机构类型连接到要测量的样本上,松散地安装在管中,需要单独支撑线性传感器的主体。

力扩展电枢:使用内部弹簧机构、气压或电动马达将电枢连续推到可能的最大延伸。LVDT 中使用力扩展电枢用于慢速移动应用。这些机构不需要样品和电枢之间的连接。

线性可变位移传感器通常用于现代加工工具、航空电子设备、机器人技术以及计算机化或运动控制、自动化制造。可以使用以下规范来考虑选择适用类型的 LVDT:

LVDT 线性度:测量距离与测量范围内的输出距离之间的正比的最大偏差。

> 0.025 ± % 满量程
0.025 - 0.20 ± % 满量程
0.20 - 0.50 ± % 满量程
0.50 - 0.90 ± % Full Scale
0.90 - ± % Full Scale & Up

工作温度: > -32ºF、-32 至 32ºF、32 至 175ºF、175 至 257ºF、257ºF 及以上。设备必须准确运行的温度范围。

测量范围: 0.02"、0.02 至 0.32"、0.32 至 4.0"、4.0 至 20.0"、±20.0"(测量范围或测量的最大距离)

LVDT 精度:描述与测量数据实际值/实际值的偏差百分比。

输出:电压、电流或频率

接口:串行—标准数字输出协议(串行),如 RS232,或并行—标准数字输出协议(并行),如 IEEE488。LVDT

类型:电流平衡 AC/AC,或 DC/DC,或基于频率

LD320:高精度交流 LVDT 位移传感器
LD320:高精度交流 LVDT 位移传感器

移位:
线性位移传感器是一种用于测量线性位置的电子传感器。线性位移是物体沿单个轴在一个方向上的运动。测量位移指示运动方向。线性位移传感器的输出信号是物体行进距离的测量值,以毫米 (mm) 或英寸 (in.) 为单位,可以是负值或正值。精密制造的 LVDT 位移传感器安装在用于分拣、“go-no go”应用和质量操作中的自动计量的最现代产品线。硬化钢轴、O 型密封圈和钛推杆的结构优化了大多数工业条件下的精度功能。

LVDT 传感器的设计和设计适用于许多行业应用:
LD500:用于质量控制或自动化工具的 LVDT 精密直流测量传感器
LD500:用于质量控制或自动化工具的 LVDT 精密直流测量传感器
  • 一般用途
  • 航天
  • 冲洗隔膜
  • 重型/工业
  • 危险场所
  • 可安装 PC 板
  • 高准确率
  • 潜水器
  • 卫生
  • 为特殊用途定制

在电气上,LVDT 是一种互感器件。线圈组件内有三个变压器绕组。中央初级两侧有两个次级,两侧各有一个;次级输出连接在一起形成串联反向电路。将交流激励应用于初级,在次级中产生由导磁芯介导的电感电流。当铁芯处于死点时(与两个次级绕组等距),次级输出端不会出现电压。一旦磁芯移动,即使是最少量的移动,也会在次级输出端感应出差分电压。电压的相位由铁芯位移的方向决定;振幅或多或少线性地由核心偏离中心的幅度决定。

典型的 LVDT 传感器
典型的 LVDT 传感器

与电位器型器件相比,这种差分设计使 LVDT 具有显着优势,因为分辨率不受线圈绕组间距的限制。在线性传感器中,磁芯的任何移动都会导致输出成比例变化。因此,LVDT 理论上具有无限分辨率:实际上,分辨率仅受外部输出电子设备和物理悬架的限制。

因为它是一个变压器,所以 LVDT 需要一个交流驱动信号。专用电子封装或信号调节器通常用于生成此驱动信号,并将设备的模拟交流输出转换为 +5Vdc、4-20mA 或与下游设备兼容的其他格式。该电路可以是外部的,也可以安装在换能器主体内。内部电子设备允许用户为传感器提供中等质量的直流信号,这在电池供电和车载应用中通常是一个好处。然而,外部电子设备提供更高的质量,并可能提供可选功能,例如校准,以实现工程单位的直接读数。