线性可变差动变压器(LVDT)是一种广泛使用的、固有的坚固的线性位置传感器，在大范围的距离上提供准确和一致的性能。
物理位置传感是工业、军事/航空航天、机器人、科学测量和控制应用中最常用的参数之一，有许多传感器正在使用来完成这一任务。此外，如果可以实时确定位置，还可以使用模拟电路或数字计算，通过对位置数据相对于时间分别微分一两次来确定速度和加速度。选择最合适的位置传感传感器需要考虑精度、距离、坚固性、成本、物理访问和放置、接触或非接触，以及许多其他因素，其中没有一种类型的传感器是“最佳”的。
最广泛使用的位置传感器之一是线性变量位移传感器或LVDT(图1)．这篇两部分的文章将研究LVDT原理，操作和属性;后续文章将在其电子界面进行详细说明。
图1:来自H.G. Schaevitz LLC/Alliance Sensors Group的LA-19-A系列ac - lvdt提供了11个范围，从±0.050到±10.0英寸(±1.27到±254.0 mm)，并在标称3 Vrms, 2.5到3.3 kHz激励源下工作;它有0.75英寸(19.0 mm)外径不锈钢外壳和0.250英寸(6.35 mm)螺纹芯。(图片:H.G.Schaevitz LLC）
请注意，对于LVDT，形容词“线性”是指换能器的测量路径，而不是其读出线性（其相当不错）。它具有紧密的兄弟，形成为旋转角度传感器，所以被称为旋转可变排量换能器（RVDT）。尽管物理外观差异，但物理单元和电接口的几乎所有方面都是相同的。因此，我们将指的是LVDT，同时认识到大多数细节也适用于RVDT。
问:LVDT是什么?
答:LVDT是一种位置传感器，它使用类似变压器的绕组和磁耦合提供一个高度精确的线性位置的绝对读数。基本的LVDT是一个概念简单的模型。
问:怎么说?
答：内部结构由初级绕组组成，在一对相同缠绕的次级绕组之间，对称地间隔在初级线圈的任一侧间隔开(图2)．整个多绕组组件被认为是位置传感器的固定元件。机械上，线圈缠绕在一个整体空心形式上，通常是在一个热稳定的玻璃增强聚合物上，封装防潮，包裹在一个高渗透性磁屏蔽，然后密封在一个铝或不锈钢圆柱形外壳。
图2：该剖面F A LVDT示出了初级侧绕组，两个相同但相对的次侧绕组，以及沿轴线线性移动的滑动芯。(图片:TE Connectivity.）
LVDT的运动部分是它的核心，它是一个基本的棒或管的磁导材料。铁芯通常在一端或两端螺纹连接，方便与被测物体的机械连接，并通过线圈的空心孔自由移动。LVDT阀体的这个孔有足够大的直径，因此孔和芯之间的配合不紧密;相反，在线圈孔和铁芯之间有很大的间隙，因此两者之间没有物理接触。
问：LVDT工作原理如何？
LVDT是具有一个初级线圈和两个次级线圈的变压器，两个次级线圈之间的相对输出是核心位置的函数。LVDT的电输出信号由两个次级绕组之间的相对差分交流电压决定，这与LVDT线圈内的芯的线性位置变化（图3中心）．
图3:随着磁芯的移动，两个二次绕组的相对耦合和信号输出电压发生变化。(图片:TE Connectivity.）
LVDT的初级绕组P由一个恒定振幅的交流正弦波源供电，通常在1 kHz到10 kHz之间。磁通由磁芯耦合到相邻的二次绕组S1和S2．在中心位置，核心恰好位于S之间1和S2，等电量耦合到每个次级绕组。因此电压e1和E2在绕组S中感应的1和S2，它们是相等的。在这个参考中间核心位置，称为零点，差分电压输出(E1- E.2)名义上为零。
如果核心靠近s1比年代2（剩下图3)，更多的磁场通量耦合到S1小于S2，所以感应电压e1增加而E2减小，导致差分电压(E1- E.2）.反之，如果核更靠近S2（图3对)，更多的通量耦合到S2和S1的距离更小，所以是E2随着E2的减小而增大，产生了电压差(E2- E.1）.
由于两个次级线圈是串联的，所以LVDT有四根引线，虽然很多LVDT为了方便和测试而单独带出次级引线对，在这种情况下有六根不同的引线(图4)．
图4：基本的LVDT布线具有六个连接，尽管一些LVDT在内部连接每个次级绕组的一侧以将其减少到四根电线;颜色代码在行业中有些标准化。(图片:H.G.Schaevitz LLC）
LVDT输出看起来像什么?
答:LVDT的基本输出是一个正弦波，其振幅与偏离中心的位置成比例，相位(0⁰⁰or 180⁰⁰)取决于核心位于中心的哪一边。信号必须通过全波整流解调。E的最大值出去在Null（中心）位置的最大核心位移处发生，并且是初级侧激励电压的幅度的函数和特定LVDT的灵敏度因子;通常，它在几伏（RMS）上相当大。解调的输出是具有幅度的DC信号，其是核心的线性与位置（位移） - 不需要对非线性的校正，例如，校正热电偶或RTD温度传感器的输出所需的内容。
本FAQ的第2部分将介绍LVDT的一些属性，这些属性使它成为一个有吸引力的位置传感器。
EE世界引用
验证环-自重校准的替代方案，第2部分
微型LVDT位置传感器适用于恶劣的高压环境
微型LVDT传感器在紧凑的空间中提供精确的位置/路径测量
抗辐射LVDT线性位置传感器专为核发电厂设计
LVDT位置传感器在机器人应用中提供反馈
高压和海水抗位置传感器
高温位置传感器
外部引用
S.专利2,196,809，“遥测系统”
传感器维基，“线性可变差动变压器”
维基百科，“线性可变差动变压器”
TE Connectivity，“线性可变教程”
ω工程”,什么是lvdt？”
H.G. Schaevitz LLC/Alliance Sensors Group， "LVDT位置传感器产品”
模拟设备”,线性可变差动变压器”
模拟设备”,两个新的LVDT接口IC提供模拟或数字输出的选择”
模拟设备，“精密LVDT信号调节使用直接rms到直流转换”
模拟设备”,同步解调的低功耗LVDT信号调理器”
德州仪器。”LVDT传感器信号调节的上下文中的比率测量”
德州仪器。”PGA970使用LVDT应用程序的用例”
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