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位移傳感器LVDT
、RVDT的原理分析及應(yīng)用優(yōu)勢
專欄:技術(shù)支持
發(fā)布日期:2018-06-25
閱讀量:7335
作者:佚名
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LVDT 傳感器(Linear Variable Differential Transformer):差動變壓器式直線位移傳感器
,可用于液位高度測量
,發(fā)動機
、燃氣輪機計量活門開度測量,與壓力應(yīng)變片配合做壓力傳感器等
。LVDT傳感器是液壓控制系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的傳感器
。RVDT傳感器(Rotary Variable Differential Transformer):差動變壓器式角位移傳感器,通常用...

LVDT 傳感器(Linear Variable Differential Transformer):差動變壓器式直線位移傳感器

,可用于液位高度測量
,發(fā)動機、燃氣輪機計量活門開度測量
,與壓力應(yīng)變片配合做壓力傳感器
。LVDT傳感器是液壓控制系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的傳感器。

RVDT傳感器(Rotary Variable Differential Transformer):差動變壓器式角位移傳感器

,通常用于采集駕駛桿
、駕駛盤、方向舵腳蹬等位移信號及顯示舵面位置信號(如方向舵
、升降舵
、副翼、襟縫翼
、擾流板等)并轉(zhuǎn)換成角度值進行顯示

LVDT、RVDT傳感器推薦使用在需要高可靠性

,耐受惡劣環(huán)境的場合

LVDT、RVDT傳感器原理簡介

LVDT傳感器主要由鐵芯

、骨架
、激磁繞組、輸出繞組
、連桿
、擋板、外殼等這幾部分組成
。骨架的上面分布著激磁繞組和輸出線圈
,桿狀鐵芯位于線圈的內(nèi)部且可以進行自由移動。在鐵芯的位置移動到中間時
,這兩個輸出線圈會生成相同的感應(yīng)電動勢
,這就使得輸出電壓等于零;在鐵芯的位置偏離中點但仍然在線圈的內(nèi)部移動時
,兩個輸出線圈生成不相等的感應(yīng)電動勢
,輸出電壓不為零,位移量的多少決定著輸出電壓的大小。

、RVDT的原理分析及應(yīng)用優(yōu)勢" alt="【技術(shù)干貨】位移傳感器LVDT

、RVDT的原理分析及應(yīng)用優(yōu)勢" style="padding: 0px; margin: 0px; vertical-align: middle; border: none; max-width: 85%; height: auto !important;" _src="http://koss.iyong.com/swift/v1/iyong_public/iyong_2259692404032000/image/20180625/1529907556034037153.jpg">

圖1:LVDT傳感器結(jié)構(gòu)圖

RVDT傳感器實際上也是鐵芯可動變壓器

,由一個初級線圈
、兩個次級線圈、鐵芯
、線圈骨架
、外殼等部分組成。當鐵芯處于線圈骨架的中間位置時
,兩個次級線圈輸出的電動勢V1和V2相等
,輸出電壓為零。當鐵芯偏離中間位置時
,兩個次級線圈的電動勢V1和V2不相等
,輸出一定的電壓。

下圖左是經(jīng)典4極RVDT的結(jié)構(gòu)圖

,圖右是三相6/4結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻電機的示意圖
。從對比中可以看出,RVDT的結(jié)構(gòu)上與開關(guān)磁阻電機有類比之處
,結(jié)構(gòu)設(shè)計上可以借鑒

【技術(shù)干貨】位移傳感器LVDT<div   id= 、RVDT的原理分析及應(yīng)用優(yōu)勢" style="padding: 0px; margin: 0px; vertical-align: middle; border: none; max-width: 85%; height: auto !important;" _src="http://koss.iyong.com/swift/v1/iyong_public/iyong_2259692404032000/image/20180625/1529907556185006032.jpg">

圖2:經(jīng)典4極RVDT結(jié)構(gòu)圖與三相6/4結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻電機示意圖

不考慮線圈寄生電容及鐵芯產(chǎn)生的損耗

,LVDT、RVDT等效原理圖都可以如下:

、RVDT的原理分析及應(yīng)用優(yōu)勢" alt="【技術(shù)干貨】位移傳感器LVDT

、RVDT的原理分析及應(yīng)用優(yōu)勢" style="padding: 0px; margin: 0px; vertical-align: middle; border: none; max-width: 85%; height: auto !important;" _src="http://koss.iyong.com/swift/v1/iyong_public/iyong_2259692404032000/image/20180625/1529907556247044621.jpg">

圖3:LVDT、RVDT等效原理圖

在一次線圈受到恰當頻率的電壓激勵的時候

,按照變壓器的工作原理
,兩個二次線圈中便會有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生。假設(shè)在工藝上確定變壓器的結(jié)構(gòu)是完全對稱的
,那么在鐵芯位于初始平衡位置的時候
,兩個二次線圈的互感系數(shù)能夠相等即此時差動變壓器的輸出電壓等于零。當鐵芯位置移動時
,兩個輸出線圈采用反向串聯(lián)時的輸出電壓與鐵芯位移成線性關(guān)系

LVDT、RVDT的傳感器本體與外接解調(diào)電路

,解調(diào)電路分為相敏解調(diào)電路和無相移解調(diào)電路
。一般目前以無相移解調(diào)電路為主。

LVDT、RVDT傳感器的應(yīng)用優(yōu)勢

01.環(huán)境適應(yīng)性強

,堅固耐用

LVDT

、RVDT傳感器為非接觸式位移傳感器,線圈和鐵芯之間沒有摩擦接觸
,不會產(chǎn)生任何磨損
。不考慮電平轉(zhuǎn)換和調(diào)理模塊,傳感器本體均為機械結(jié)構(gòu)
,具有極高的可靠性
。某型RVDT傳感器應(yīng)用于飛機機載環(huán)境(單機裝24臺),從試飛起
,在近三年時間內(nèi)
,共隨6架飛機累計飛行4478起落/1153h46min,未有一臺從外場返回

02.零位穩(wěn)定

,精度高

初級、次級線圈電氣隔離

,精度幾乎不受負載
、共模電壓或輸入諧波及噪聲影響。

03.抗沖擊能力強

,耐振極限高

LVDT

、RVDT傳感器可安裝在航空發(fā)動機上,耐受沖擊和振動考核

04.動態(tài)性能好

理論上有無限分辨率

。動態(tài)性能好,可用于高速在線檢測

下表給出了幾種位移傳感器優(yōu)缺點對比圖

,大家也可以仔細閱讀一下。

、RVDT的原理分析及應(yīng)用優(yōu)勢" alt="【技術(shù)干貨】位移傳感器LVDT

、RVDT的原理分析及應(yīng)用優(yōu)勢" style="padding: 0px; margin: 0px; vertical-align: middle; border: none; max-width: 85%; height: auto !important;" _src="http://koss.iyong.com/swift/v1/iyong_public/iyong_2259692404032000/image/20180625/1529907556315041019.png">

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