极客教程LVDT的优势和劣势
线性可变差动变压器 简称为LVDT。它是一种典型的机电转换器，可将其机械连接的元件的直线运动转化为相关的电信号。
有商业上可用的LVDT线性位置传感器，可以估计小到几百分之一英寸大到几英寸的运动。尽管如此，它们也可以测量高达30英寸（或0.762米）的位置，这是最大的测量范围。
LVDT的类型
各种类型的LVDT包括以下所有类型。
- 俘虏式电枢LVDT： 过多的工作系列更适合于这些LVDT。因为这些LVDT是由低电阻组件引导和调节的，它们将防止不当的安排。
- 无导向电枢： 这些LVDT具有无限的分辨率行为，其无磨损设计可以防止控制计算数据的流动性。这种LVDT连接到将被计算的样品上，随机地适合在圆柱体内部，并且需要单独持有线性传感器的主体。
- 力扩展电枢： 使用内部弹簧机制和电动马达将电枢连续推进到可能的最高水平。这些电枢用于LVDT，用于需要慢速运动的应用，电枢和试样不需要连接到这些设备。
线性可变位移传感器经常被用于现代自动化、机器人或运动控制系统、航空电子设备和制造机器。规格可用于评估选择一个合适的LVDT类型。
LVDT结构
LVDT由一个圆柱形容器组成，表面盘绕着两个次要的LVDT绕组，容器的轮毂内有一个主绕组。两个次要绕组具有相同数量的捻度，但绕的方向相反，如顺时针和逆时针。
因此，两个小线圈之间的电压变化将是o/p电压。S1和S2被用来对这两个线圈进行分类。圆柱形前者的埃斯特姆铁芯位于它的中心。交流的工作频率由50至400HZ提供，励磁电压为5-12V。
LVDT工作原理
相互感应是线性可变差动变压器（或LVDT）工作原理的背后。错位是将非电能转化为电能。关于能量如何变化，LVDT的运作也是非常深入的。
LVDT的工作
根据铁芯在绝缘原中的位置，LVDT电路设计有三种工作方式。
案例一
只要铁芯处于空位（无位移），两个绕组的感应电磁场就相同。当磁芯为空时，与两个次级绕组的磁通耦合是相等的。由于e1和e2是相同的，当没有位移时，输出值为零。因此，它证明了没有位移。
案例二
在这种情况下，当铁芯从空位向上移动时，连接次级绕组S1的磁通量大于连接S2的磁通量（为参考点向上的移动）。这导致输出电压为正。因此，e1将与e2更加相似。
案例三
当磁芯被移到向下的Null位置时（参考点向下移动），这种情况下e2的幅度将大于e1的幅度。由于这个原因，输出将是负的，并将低于参考点。
LVDT的输出
一个正弦波，其振幅与位置的偏心程度成正比，并且相位偏离1800 度，这取决于铁芯的哪一侧，是LVDT或线性可变差动变压器等测量设备的输出。在这里，信号使用全波整流进行解调。
当铁芯从中心位置位移最大时，发动机输出（EOUT）值最高。它是一次侧激励电压和特定LVDT类型的灵敏度参数的振幅函数，它在有效值时相当显著。
LVDT的使用
像LVDT这样的位置传感器是许多应用的最佳选择。这些是下面列出的一些用途。
- 无限的机械寿命： 即使经过数十亿次的循环和几十年，这种类型的传感器也不能被替换。
- 可分离的线圈和核心： 泵、阀门和液位系统都采用LVDT。当线圈和外壳被金属、玻璃或其他管子而不是套管分开时，LVDT的核心可以接触到高压和高温的介质。
- 无摩擦测量： 由于没有摩擦成分、误差或阻力，LVDT测量是无摩擦的。
- 无限的分辨率： 使用LVDT也可以仔细计算出微小的运动。
- 卓越的重复性 ：LVDT不能浮动，因为即使经过多年，它们最终也会变成噪音。
- 跨轴心运动不敏感： 无论是感知还是人字形都不会影响测量质量。
LVDT图表
LVDT图表显示轴的变化及其对来自空点的差分交流输出的大小的影响，以及来自电子设备的直流输出。
影响轴从核心位置的最大位移的关键因素是敏感系数和初级激励电压的振幅。在对线圈的主绕组施加相当的初级励磁电压之前，轴一直保持空位。
LVDT（线性可变差分变压器）的优点
- 摩擦损失减少： 由于铁芯和变压器线圈没有接触，两者之间没有摩擦，摩擦损失的可能性减少，使LVDT成为理想的设备。不会有任何摩擦，所以不会有任何物体恶化。
- 低功耗： 由于LVDT只需要1W的电力就可以运作，所以有很多场合可以用很少的电力来操作机器。因此，电力使用很少。
- 操作冲击不均匀： 它可以承受压力和振动，特别是当弹簧被放入核心时。因此，最好的换能器是LVDT。由于它们的体积小，重量轻，所以对准和稳定。
- 最小的滞后损失： 由于滞后损失阻止了过程的重复性，它们必须是低的。这将有助于重复，在任何情况下都是好的。
- 直接转换为电信号： LVDT将线性位移测量转换为电信号，以便进行简单处理。这改善了各种机械装置的运行情况。
- 动态响应 ：由于摩擦力小，操纵起来简单易行。LVDT的这一特性使核心作用中的移动的动态反应变得异常迅速。
- 平稳运行： LVDT提供广泛的测量范围，从1.25毫米到250毫米，并且平稳运行。这使众多重工业受益，包括自动化、飞机、卫星、涡轮机、液压系统等。
- 更大的灵敏度： LVDT的测量灵敏度为40V/mm，可以检测到错误的磁场。由于LVDT提供高输出，因此不需要放大器或放大程序。
还有一些优势包括以下几点 。
- 它提供了10纳米或更高的巨大分辨率
- 它很紧凑
- 外部环境因素对它没有影响
- 它的输出阻抗较低
LVDT（线性可变差分变压器）的劣势
需要额外的设置。额外的设置是必要的，因为LVDT对杂散磁场很敏感；因此，需要额外的配置来保护它不受这些磁场影响。因此，它变得有点昂贵。
受 几个因素的影响 。
- 温度、振动和波动是决定LVDT工作情况的几个变量。由于它是一个电磁设备，这些因素必须影响它。
- 大位移，小输出： LVDT的缺点之一是它需要测量大量的位移来产生小输出。
- 解调器的使用： 由于LVDT是一个交流信号，需要一个解调器网络来提供直流输出。这是LVDT的另一个缺点。
LVDT的应用
- LVDT传感器的应用通常涉及计算长度从几分之一毫米到仅几厘米的位错。
- 作为主要的传感器，LVDT传感器将位错转换为直接电信号。
- 这种传感器也能够作为一个备用传感器。
- LVDT被用来量化压力、力和重量。
- 用于评估土壤湿度
- 在制药设备中
- 机器人清洁器
- 在脑部探测医疗设备中被利用。
- 使用这些传感器中的几个来计算压力和负载。
- LVDT和伺服机械大多在工业环境中采用。
- 其他用途包括飞机、卫星、自动化、液压系统、动力涡轮机等。