LVDT:線性可變差動變壓器-中文百科頻道

作用

LVDT可以用來測量物體的伸長度震動頻率振幅物體厚薄程度和膨脹度等數據。具體還可以用在機床工具和液壓缸的定位，以及輥縫和閥門的控制等。

優勢和特點

LVDT具有衆多值得稱道的優勢和特點，應用範圍廣泛：

（1）無摩擦測量

LVDT的可動鐵芯和線圈之間通常沒有實體接觸，也就是說LVDT是沒有摩擦的部件。它被用于可以承受輕質鐵芯負荷，但無法承受摩擦負荷的重要測量。兩個例子，精密材料的沖擊撓度或振動測試，或纖維或其它高彈材料的拉伸或蠕變測試。

（2）無限的機械壽命

由于LVDT的線圈及其鐵芯之間沒有摩擦和接觸，因此不會産生任何磨損。這樣，LVDT的機械壽命，理論上是無限長的。在對材料和結構進行疲勞測試等應用中，這是極為重要的技術要求。此外，無限的機械壽命對于飛機、導彈、宇宙飛船以及重要工業設備中的高可靠性機械裝置也同樣重要的。因此LVDT在航空發動機數字控制系統中，廣泛用于對油門杆位置、油針位置、導葉位置、噴口位置等位移進行精确測量與控制。

（3）無限的分辨率

LVDT的無摩擦運作及其感應原理使它具備兩個顯着的特性。第一個特性是具有真正的無限分辨率。這意味着LVDT可以對鐵芯最微小的運動作出響應并生成輸出。外部電子設備的可讀性是對分辨率的唯一限制。

（4）零位可重複性

LVDT構造對稱，零位可回複。LVDT的電氣零位可重複性高，且極其穩定。用在高損益閉環控制系統中，LVDT是非常出色的電氣零位指示器。它還用于複合輸出與零位的兩個自變量成比例的比率系統。

（5）軸向抑制

LVDT對于鐵芯的軸向運動非常敏感，徑向運動相對遲鈍。這樣，LVDT可以用于測量不是按照精準直線運動的鐵芯，例如，可把LVDT耦合至波登管的末端測量壓力。

（6）堅固耐用

制造LVDT所用的材料以及接合這些材料所用的工藝使它成為堅固耐用的傳感器。即使受到工業環境中常有的強大沖擊、巨幅振動，LVDT也能繼續發揮作用。鐵芯與線圈彼此分離，在鐵芯和線圈内壁間插入非磁性隔離物，可以把加壓的、腐蝕性或堿性液體與線圈組隔離開。這樣，線圈組實現氣密封，不再需要對運動構件進行動态密封。對于加壓系統内的線圈組，隻需使用靜态密封即可。

（7）環境适應性

LVDT是少數幾個可以在多種惡劣環境中工作的傳感器之一。例如，密封型LVDT采用不鏽鋼外殼，可以置于腐蝕性液體或氣體中。有時，LVDT被要求在極端惡劣的環境下工作。例如，在類似液氮的低溫環境中。又如，在核反應堆主安全殼内工作的LVDT，工作溫度高至550℃，外加10Rads的輻射和/或3X10NVT的中子通量。再如，在210bar承壓流體中工作的LVDT。LVDT設計巧妙，可以同時适應多種惡劣環境。但是，需要特别注意的是，雖然在大多數情況下，LVDT具有無限的工作壽命（理論上），置于惡劣環境下的LVDT，工作壽命卻因環境不同的各不相同。

（8）輸入/輸出隔離

LVDT被認為是變壓器的一種，因為它的勵磁輸入（初級）和輸出（次級）是完全隔離的。LVDT無需緩沖放大器，可以認為它是一種有效的模拟信号計算元件。在高效的測量和控制回路中，它的信号線與電源地線是分離開的。

如上所述，LVDT具有諸多卓越的品質。它的主要限制是，為得到線性性能，傳感器的外殼要比行程長，還有輸出信号對輸入被測量存在一定的非線性。采用專門的調節技術，可以改進行程對外殼的長度比和非線性問題，其中一個技術就是增加微控制器進行校正。LVDT具有良好的重複性，這一技術是可行的。

雖然LVDT已問世多年，但它仍不失為很多位置傳感問題行之有效的解決方案。堅固的結構提供高可靠性，而其性能十分适合行程小于±100mm的多數應用。

LVDT也可制作成旋轉器件，工作方式與線性模型相似，隻是加工後的鐵芯沿曲線路徑移動，這就是接下來要介紹的RVDT。

RVDT（RotaryVariableDifferentialTransformer）是旋轉可變差動變壓器縮寫，屬于角位移傳感器。它采用與LVDT相同的差動變壓器式原理，即把機械部件的的旋轉傳遞到角位移傳感器的軸上，帶動與之相連的擾流片/鐵心，改變線圈中的感應電壓/電感量，輸出與旋轉角度成比例的電壓/電流信号。

RVDT非接觸設計，具有無限分辨率、使用壽命長，精度高的特點，可實現360°轉動測量，廣泛應用于球閥閥位、液壓泵、叉車、機器人、風機等設備的傳動和反饋控制。