合肥市科宇傳感器
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 什麼是 LVDT ? 什麼是LVDT ？ LVDT 是Linear Variable Differential Transformer （線性差動變壓器）的縮寫，為機電轉換器的一種。LVDT 可以將一個對象之直線運動的機械變化量轉換成相對應的電子信號。LVDT 線性位置傳感器（LVDT位移傳感器），可測量之位移量小至幾百萬分之一英吋至幾英吋，但也可以測量至±20 英吋的位移量。 圖-1 圖-1 所示是一個典型LVDTweiyichuanganqizhigouchengzujian。bianyaqideneibujiegou，baohanleyigezhiyuyiduiqiexiangtongzhicijixianquanzhongjiandechujixianquan，cichujixianquanhecijixianquanzhijianjuyouduichengdexingjian。zhexiexianquanshichanraozaiyigezhongkongzhiresuxingbolixianweideqianghuaxingjuhewushang，weilenenggoufangchao，zaibaoshangyicenggaotoucixingdegeliwu，ranhoumifengzaiyigeyuanzhuxingzhibuxiugangguannei。cixianquanzuhetongchangshiweizhichuanganqidebibeizujian。 LVDT 的de可ke動dong組zu件jian是shi一yi個ge具ju透tou磁ci性xing之zhi管guan狀zhuang鐵tie心xin，此ci鐵tie心xin可ke以yi在zai中zhong空kong成cheng型xing之zhi線xian圈quan內nei自zi由you移yi動dong，並bing和he欲yu測ce量liang位wei置zhi之zhi對dui象xiang結jie合he在zai一yi起qi。線xian圈quan之zhi孔kong徑jing是shi大da到dao將jiang鐵tie心xin置zhi於yu其qi內nei時shi，仍reng能neng提ti供gong有you效xiao之zhi間jian隙xi，使shi得de鐵tie心xin與yu線xian圈quan之zhi間jian沒mei有you實shi質zhi上shang的de接jie觸chu。 在使用上，我們是將一定頻率之交流電加在初級線圈上，也就是所謂的初級激磁。LVDT 的(de)輸(shu)出(chu)信(xin)號(hao)就(jiu)是(shi)兩(liang)組(zu)次(ci)級(ji)線(xian)圈(quan)之(zhi)間(jian)的(de)交(jiao)流(liu)電(dian)壓(ya)差(cha)，此(ci)電(dian)壓(ya)差(cha)會(hui)隨(sui)著(zhe)鐵(tie)心(xin)在(zai)線(xian)圈(quan)內(nei)之(zhi)位(wei)置(zhi)而(er)改(gai)變(bian)。通(tong)常(chang)為(wei)了(le)方(fang)便(bian)使(shi)用(yong)，此(ci)交(jiao)流(liu)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)會(hui)再(zai)經(jing)由(you)電(dian)子(zi)回(hui)路(lu)的(de)處(chu)理(li)，轉(zhuan)換(huan)為(wei)高(gao)準(zhun)位(wei)的(de)直(zhi)流(liu)電(dian)壓(ya)或(huo)電(dian)流(liu)。 LVDT位移傳感器如何動作? 圖-2 圖-2 說明什麼當LVDT位移傳感器的鐵心在不同位置時，會發生什麼情形。LVDT 的初級線圈（P）被2.5KHz～ 5KHz 之交流電源激磁以後，所產生的磁通量會經由鐵心耦合至鄰近的次級線圈S1和S2。假如鐵心是位於S1 和S2的中間，相同的磁通量會耦合至二次側。所以，在每一個線圈所感應出的電壓E1 和E2 也會相等。所以，當鐵心位於中心點時，也就是所謂的原點，輸出的電壓差（E1 -E2）應該等於零。 圖-3 圖-3 顯示輸出電壓差Eout 之大小會隨著鐵心的位置而改變。鐵心從原點至最大位移量之Eout 的電壓值，視初級激磁電壓大小，以及LVDT 本身之靈敏度而定，通常是幾個Vrms 。和初級激磁電壓有關之AC 輸出電壓Eout 的相位角，在鐵心位於原點時，是一個常數。如圖-4所示，原點位置之相位角的變化呈現陡峭地180 度。 配合適當的回路，可以利用此180度的相位移來判斷鐵心離開原點之位移方向。如圖-5 所示，輸出信號的極性代表鐵心位置和原點之間的相對關係。此圖亦顯示出，鐵心在LVDT 的額定量測範圍內移動時，其輸出信號是非常的線性。若要超出額定量測之範圍來使用也可以，但是輸出信號之線性度會降低。 配合LVDT 的電子回路 雖然LVDT 是變壓器的一種，但是需要一個固定振幅及頻率的AC 電源才能正常地操作。此電源和一般所知的AC 電源不同，通常是3Vrms @2.5kHz ～ 3．0kHz 。供給LVDT 所需之激磁電源，是一般我們所知之LVDT 信號放大器所具備的功能之一。其他的功能包括將LVD T 的低準位AC 輸出電壓轉換為高準位的DC 信號，在使用上會比較方便。另外，當LVDT 的鐵心通過原點時，利用相位檢出器可從180 度的相位移來判斷鐵心移動的方向，以及輸出信號的零點準位調整。圖-6 所示為右側內含放大器之DC LVDT 的剖麵圖，放大電路之模塊應有封膠保護，但為了說明起見，未顯示出來。 為什麼要采用LVDT位移傳感器？ 由於LVDT位移傳感器本身操作之基本物理原理或本身結構所采用之材料及技術，因而具備某些特性和優點。 無摩擦操作 LVDT 最重要的特性之一就是無摩擦操作。在一般的操作之下，LVDT 的鐵心和線圈組件結構之間沒有機械式的接觸，如摩擦、拖曳或其他可造成摩擦之因素。此特性在材料測試，振動位移測量以及高分辨率尺寸測量係統特別有用。 分辨率無限大 因為LVDT 是利用無摩擦結構之電磁耦合原理的方式操作，所以能夠測量極微小之鐵心位置的變化量。此無限解析之能力，隻受限於LVDT 信號放大器的分辨率和輸出顯示器的位數。因而，LVDT 亦具有極佳之重複性。 機械壽命無限長 通常LVDT 的鐵心和線圈組件結構之間沒有接觸，所以，沒有任何組件彼此之間會相互摩擦或磨損，此意味著LVDT 具有無機械壽命限製之特性。此特性在高信賴度要求之應用方麵，如航空器、衛星、太空飛行器以及核能設備安裝等，特別的重要。另外，在很多工業過程控製以及工廠自動化控製係統方麵，對此特性也有高度的需求。 不會因為超出量測範圍而受損 大部分LVDT deneitangliangduanshimeiyoufengbide。ruoyincaozuobushen，chaochuqiedingzhiliangcexingcheng，tiexinhuiwanquantongguochuanganqidexianquanzujianjiegou，bingbuhuizaochengrenhedesunhuai。zhezhongbuyinchaochuweiyixingchengerpohuaizhitexing，shideLVDT 在材料破壞測試設備方麵，如附著於測試組件以便測試其張力之張力計，是一個很理想的傳感器,參考HSTA750係列。 單軸感應 LVDT 隻zhi對dui鐵tie心xin沿yan著zhe線xian圈quan的de軸zhou線xian運yun動dong會hui有you反fan應ying，而er通tong常chang對dui於yu鐵tie心xin橫heng向xiang交jiao叉cha軸zhou的de運yun動dong或huo鐵tie心xin的de徑jing向xiang位wei置zhi是shi不bu感gan應ying的de。所suo以yi，對dui於yu非fei準zhun線xian安an裝zhuang或huo漂piao浮fu移yi動dong的de應ying用yong場chang合he，以yi及ji當dangLVDT 的移動並不是很精確的呈一直線時，LVDT 仍能正常的工作，而不會有任何反效果。 可分離之線圈及鐵心 因為在LVDT detiexinhexianquanzujianzhijian，zhiyouciouhedejiaohuzuoyong，suoyizaitiexinheneitangdeguanbizhijiankeyicharufeicixingdeguanzi，erjiangtiexinhexianquanzujiangeli。liyongzhezhongzuofa，keyijiangjiayazhiliutifengzhuangzaigeliyongzhiguanzinei，namedangxianquanzujianbeishiyashi，tiexinbianhuiziyouyidong。zaiyouyaxitongzhibilifahuosifufa，zuoweixianzhouweizhihuishouyongzhiLVDT，常常利用此特性，參考HSIR750係列。 耐環境特性佳 LVDT 因yin為wei所suo采cai用yong之zhi材cai料liao以yi及ji組zu裝zhuang結jie構gou的de技ji術shu，是shi一yi種zhong非fei常chang堅jian固gu耐nai用yong的de傳chuan感gan器qi，可ke適shi用yong於yu各ge種zhong不bu同tong的de操cao作zuo環huan境jing。線xian圈quan繞rao組zu以yi環huan氧yang樹shu脂zhi封feng裝zhuang之zhi後hou，放fang入ru不bu鏽xiu鋼gang管guan內nei，可ke達da到dao極ji佳jia之zhi防fang潮chao防fang濕shi的de效xiao果guo，而er且qie耐nai振zhen性xing及ji耐nai衝chong擊ji性xing佳jia。此ci外wai，由you於yu內nei部bu的de高gao透tou磁ci性xing屏ping蔽bi，使shi得de受shou外wai部buAC 磁場效應的影響降到最低。 waikejitiexinjieshicaiyongfangfushizhijinshucailiao，erqiewaikeyeyouzengqianggejuecichangdexiaoguo。zaimouxieyingyongchanghe，dangchuanganqibixubaoluyuyiranhuofushixingzhizhengqijiyeti，huojiayazhiliutixialaicaozuoshi，keyiliyonggezhongrongjiejiagongchulifangfa，jiangwaikehexianquanzujianjiegouzhenggewanquanmifengqilai。 通常LVDT 適(shi)用(yong)的(de)操(cao)作(zuo)溫(wen)度(du)範(fan)圍(wei)非(fei)常(chang)的(de)寬(kuan)廣(guang)，但(dan)是(shi)，若(ruo)有(you)需(xu)要(yao)，也(ye)可(ke)特(te)別(bie)訂(ding)製(zhi)而(er)專(zhuan)門(men)應(ying)用(yong)於(yu)低(di)溫(wen)的(de)環(huan)境(jing)。或(huo)者(zhe)采(cai)用(yong)特(te)殊(shu)的(de)材(cai)料(liao)，可(ke)適(shi)用(yong)於(yu)像(xiang)核(he)子(zi)反(fan)應(ying)爐(lu)等(deng)需(xu)要(yao)耐(nai)高(gao)溫(wen)及(ji)輻(fu)射(she)的(de)應(ying)用(yong)場(chang)合(he)。 零點重複性 LVDT 本身的零點位置是非常的穩定，而且重複性高，即使超出其適用之操作溫度範圍，亦是如此。此特性使得LVDT 在閉回路控製係統以及高性能伺服平衡儀器方麵的應用，是一個很好的零點位置傳感器。 快速動態反應 在一般的操作情況下，此無摩擦之特性，使得LVDT 能夠很快的反應出鐵心位置的變化量。LVDT 本身的動態反應，僅受限於鐵心之微小質量的慣性效應。通常，LVDT 感應係統的反應速度，是取決於放大器的特性。 絕對值輸出 LVDT 是一個絕對值輸出組件，不同於增量型的輸出組件。此意味著，即使電源關閉時，LVDT 送出的位置數據並不會消失。當測量係統重新啟動時，LVDT 的輸出值會和電 | |
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