LVDT位移传感器原理

LVDT位移传感器全称线性变差传感器（Linear Variable Differential Transformer），是一种非接触式测量线性位移的电气传感器，广泛应用于机械控制、加工加工和航天等领域。LVDT位移传感器原理基于电磁感应，通过测量电磁场的变化得到被测量物体的位移信息。本文将从多个角度分析LVDT位移传感器原理，包括结构组成原理、工作原理、优点和缺点，实际应用等。

一、LVDT位移传感器结构组成原理

LVDT位移传感器主要由三部分组成：两个相邻的定子线圈和一个在定子线圈间移动的测量铁芯。其结构如图所示：


在LVDT位移传感器中，定子1和定子2之间采用同轴式绕制方式，线圈的中心轴线一致，采用互补的二次侧绕组匝数和电源频率相同的正弦交流信号激励两个定子线圈，使它们在空间内制造出一个同频率交变的磁场。铁芯由测量物体连接而成，固定于被测量的物体上。测量物体对于因振动而引起的信号也会接受流动在定子线圈中的交变磁场的影响。当测量物体在两个定子线圈之间移动时，定子线圈内感应电势的大小将随之改变。由测量回路测量两个定子线圈之间的感应电势差，从而获得被测量的位移是否在范围内。

二、LVDT位移传感器工作原理

根据法拉第电磁感应定律，通过感应磁场的变化来感应电动势，LVDT传感器就是利用这个原理来实现位移量测的。LVDT传感器是一种电磁感应装置， 在定子中间有一个测量铁芯的空气缝隙，当被测变量移动时，测量铁芯在空气缝隙上的位移将导致磁通量的变化，进而感应出输出电压，其中，空气缝隙的存在保证了测量的精度。

三、LVDT位移传感器优点与缺点

优点：

1. 非接触式设计，不需要与被测对象物理上接触，因此没开可以减少了因接触带来的误差和影响。

2. 线性性优良，测量范围大，可以精确测量电子标准型的工作情况。

3. 稳定性高，工作环境干扰很小。

4. 非常灵敏，通过加强回路的方式可以实现微小位移的测量。

缺点：

1. 故障情况比较难稳定测量，需要多次测试才能确定精准的数据。

2. 经常需要调整和维护，如果长时间运行，就需要进行周期性的维护。

四、LVDT位移传感器实际应用

LVDT位移传感器的应用范围非常广泛，包括了制造工业领域、水文测量、各种测量设备及仪器领域、医疗装置、水处理厂等领域，特别是在飞行器、导弹、火箭等军事领域，由于其稳定性、可靠性等优点，越来越被广泛使用。

总之，LVDT位移传感器是一种非常重要的测量设备，主要应用于机械控制、加工加工和航天等领域，优秀的性能使该设备受到广泛的应用和推广。它的优点是非接触式设计，线性性优等，稳定性高，是测量关键参数的必备设备之一。然而，它需要周期性的维护和调整，才能保持高精度和精准的测量数据。