LVDT位移传感器的工作原理、分类、信号处理和常见故障

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描述

LVDT位移传感器的工作原理简单地说是铁芯可动变压器,它由一个初级线圈,两个次级线圈,铁芯,线圈骨架,外壳等部件组成。

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铁芯。当铁芯处于中间位置时,两个次级线圈产生的感应电动势相等,这样输出电压为零;当铁芯在线圈内部移动并偏离中心位置时,两个线圈产生的感应电动势不等,有电压输出,其电压大小取决于位移量的大小。

为了提高传感器的灵敏度,改善传感器的线性度、增大传感器的线性范围,设计时将两个线圈反串相接、两个次级线圈的电压极性相反,LVDT输出的电压是两个次级线圈的电压之差,这个输出的电压值与铁芯的位移量成线性关系。LVDT工作过程中,铁心的运动不能超出线圈的线性范围,否则将产生非线性值,因此所有的LVDT均有一个线性范围。

位移传感器

‌LVDT位移传感器主要分为回弹式、拉杆式、气动式、笔形LVDT位移传感器。‌
 

‌回弹式LVDT位移传感器‌主要用于阀门开度检测、试验机物体形变检测、辊缝间隙检测等,适用于各种机械设备的距离移动检测,如冲床、轧机、柴油机、液压油缸等。

拉杆式LVDT位移传感器‌广泛应用于裂缝测量监测,桥梁测量监测,航天航空,机械, 建筑,纺织,铁路,煤炭,冶金,塑料,化工以及科研院校等国民经济各行各业,用来测量伸长,振动,物体厚度,膨胀等的高技术产品。

‌气动式LVDT位移传感器‌可以检测物体的平滑度、厚度、物体位置等,适用于需要精密检测的零部件,如轴承检测、手机外壳检测、汽车零部件检测等特殊领域。

‌笔形LVDT位移传感器‌主要应用在特殊领域,如轴承检测、手机外壳检测、汽车零部件检测等需要精密检测的零部件。

位移传感器

LVDT位移传感器的信号处理,传感器将位移变化转化为电信号输出,但这些电信号往往较为微弱且含有噪声,不能直接用于数据处理或控制。因此,需要位移传感器信号变送器对这些信号进行进一步的处理。

位移传感器信号变送器主要包括信号放大电路、滤波电路、线性化电路等,它们能够将传感器输出的微弱信号放大到可用水平,同时滤除噪声和干扰,确保信号的准确性和稳定性。此外,信号调理器还具备信号转换功能,将模拟信号转换为数字信号,便于后续的数据处理和分析。传感器输出的信号常规的有4-20mA、0-5V、0-10V、±5V、±10V、RS485数字信号。一般要求远距离传输(超过20米),最好采用电流输出或数字输出,如果是多根传感器同时使用,且距离较远采用数字RS485输出较好。

LVDT位移传感器的常见故障主要表现为输出不正常或参数不正常,输出不正常通常表现为供电不足、接线不牢、安装不牢及工作盲区等问题,首先调整LVDT位移传感器的安装。如没有解决,就检查、电源、电线、接线等,看下问题所在。参数不正常大多数属于定位不准。可以将LVDT位移传感器取出来重新放置,调整安装的位置。如未解决,重新检查安装以及线路问题。(少数情况为LVDT位移传感器的制作问题,如一些小参数值为LVDT位移传感器制定的精确度不准)。

审核编辑 黄宇

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