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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：7333
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(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)計(jì)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(jī)
、燃?xì)廨啓C(jī)計(jì)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(jìn)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(jìn)行自由移動。在鐵芯的位置移動到中間時(shí)
，這兩個(gè)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(diǎn)但仍然在線圈的內(nèi)部移動時(shí)
，兩個(gè)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(shí)際上也是鐵芯可動變壓器

，由一個(gè)初級線圈
、兩個(gè)次級線圈、鐵芯
、線圈骨架
、外殼等部分組成。當(dāng)鐵芯處于線圈骨架的中間位置時(shí)
，兩個(gè)次級線圈輸出的電動勢V1和V2相等
，輸出電壓為零。當(dāng)鐵芯偏離中間位置時(shí)
，兩個(gè)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(jī)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(jī)有類比之處
，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上可以借鑒。

、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/20180625/1529907556185006032.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(jī)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(dāng)頻率的電壓激勵的時(shí)候

，按照變壓器的工作原理，兩個(gè)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(shí)候
，兩個(gè)二次線圈的互感系數(shù)能夠相等即此時(shí)差動變壓器的輸出電壓等于零。當(dāng)鐵芯位置移動時(shí)
，兩個(gè)輸出線圈采用反向串聯(lián)時(shí)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(qiáng)

，堅(jiān)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(jī)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(jī)機(jī)載環(huán)境（單機(jī)裝24臺）
，從試飛起
，在近三年時(shí)間內(nèi)，共隨6架飛機(jī)累計(jì)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(fù)載、共模電壓或輸入諧波及噪聲影響
。

03.抗沖擊能力強(qiáng)

，耐振極限高

LVDT、RVDT傳感器可安裝在航空發(fā)動機(jī)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(diǎn)對比圖，大家也可以仔細(xì)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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