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LVDT的结构由铁心、衔铁、初级线圈、次级线圈组成,如右图所示,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衔铁。当衔铁处于中间位置时,两个次级线圈产生的感应电动势相等,这样输出电压为0;当衔铁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心的位移量成线性关系。
一、使用寿命长:由于铁芯和线圈内壁存在间隙,铁芯在运动的时候与线圈不接触,无摩擦损耗;同时采用优良的生产工艺把骨架和所绕漆包线两者固化为一整体,不会产生断线,开裂等故障,加上其它的优化设计,因此传感器的使用寿命理论上可以是无限的,据国外某机构测试此类传感器的MTBF(平均无故障时间)可达到30万小时,在实际的正常使用中可达到数十年,其最终故障往往是人为造成或变送器电路元器件的寿命决定的。
二、环境适应性:LVDT是少数几种可以应用在多种恶劣环境下的传感器,通过特殊方式进行密封处理的传感器可以防潮、防盐雾,可以放置于恶劣的环境中,甚至于某些腐蚀性环境中,抗辐射电磁辐射等干扰,抗振动,具有较宽的工作温度范围-25℃~85℃和满足国标工作温度。
三、响应速度快:基于非接触测量的实现,对于某些快速运动物体的冲击振动测量,此类传感器可以提供很宽的频率响应。目前济南众标公司部分产品已实现幅频特性0~1000Hz(-3db),并且具有良好的相频特性,很适合于闭环回路中使用,已应用于数控机床,仿形机床和爆破测量等。
四、高线性度:通过不断研发的线圈绕制方法,LVDT位移传感器的线性度有了显著的提高,济南众标公司在±100mm(0~200mm量程)之内的各种规格产品基本上均有线性度小于0.05%,部分产品的线性度可优于0.02%,达到国内外同类产品的一流水平。
五、高分辨率:由电磁感应原理所决定的任何微小的铁芯运动均会改变所在磁场内次级线圈的感生电动势,使得LVDT理论上具有无限的分辨力。随着设计、工艺和电子元器件性能的不断提高,我公司已将微位移传感器的分辨力从微米级提高到10纳米级,例如量程为1mm的LVDT位移传感器其分辨力可以达到0.1μm、0.05、0.02、0.01微米。其他量程的传感器分辨力也可以达到满量程读数的0.002%~0.001%F.S。
六、噪声低:对于回弹式的位移传感器,在额定位移输出信号为10.0000V或5.0000V时,其纹波、干扰噪声的峰—峰值电压仅0.2~1.5mVp-p。
七、低温下漂移:通用型中小量程产品的温度系数在±0.001%/℃~±0.01%/℃.FS。
八、重复性好:济南众标公司小量程的LVDT位移传感器重复精度为零点几微米。
九、宽泛的量程覆盖范围:量程为0.1mm~800mm,均能实现较高的线性精度。
十、故障率低:这是指在非正常使用下,由于人为的疏忽或误操作而设计的多种措施,以避免传感器受到损伤。
十一、输入、输出的多样性:可以输入单或双电源,其电压值自5V~24V或±5V~±15V;输出信号电压自20mV~10V或±20mV~±10V;输出信号电流;4~20mA或0~10mA,并且具有良好的恒流特性。输出信号频率:0~10000Hz(TTL电平方波)。

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