高精度位移传感器的测距方法，可靠的高精度位置传感——LVDT

很多朋友对高精度位移传感器的测距方法，可靠的高精度位置传感——LVDT不是很了解，艾巴小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

电子爱好者网报道(文/李宁远)在各种机械控制系统中，位置传感器是绝对必不可少的。从工业自动化的过程控制领域，到汽车的电驱动控制领域，再到军事和航空航天领域，精密控制系统总是需要高精度的位置传感器。编码器、AMR、GMR、TMR、霍尔、LVDT都是我们经常提到的位置传感器。LVDT是一种直线位移传感器，由线圈、铁芯等部件组成。

它的全称是线性可变差动变压器，因为它的两个次级绕组通常是反向串联的。Ac和DCLVDT

LVDT可以分为AC和DC。交流电源供电的LVDT线性位移传感器不含任何内置调整电路，需要外接振荡器、载波放大器或解调器、滤波器才能工作。根据不同的制造材料，交流供电的LVDT的线性位移传感器可以适应很宽的工作温度范围，甚至完全超过DC供电的LVDT的温度范围，如<20的极端温度。

理论上，只要选择合适的器件材料，交流电源LVDT可以在-200工作。无内置调节电路的交流LVDT对封装尺寸的限制更少，结构上可以做得更紧凑，可以用在很多空间有限的地方。而且由于没有内置调节电路，这种非接触式交流LVDT的使用寿命会更长，无论是电气寿命还是机械寿命，另一方面也体现了其很强的抗震动和抗冲击能力。

DC供电的LVDT线性位移传感器在交流供电的LVDT的基础上内置了载波发生器/信号调整模块，保留了交流供电的LVDT的特点，并具有DC操作的简单性。与交流LVDT相比，DC LVDT具有预先校准的模拟/数字输出信号，因此它不需要额外的信号调节设备。大多数DC LVDT会集成误差补偿，使用LVDT更方便，无需校准或依赖放大设备。

在牺牲了一定的电气和机械寿命、一定的冲击可靠性和一定的工作范围后，DCLVDT获得了更简单、更直接的输出，同时也略微降低了系统的成本。值得一提的是，DC LVDT可以选择回路供电。由于电流信号不会衰减，4-20 mA回路电源的DC LVDT在电缆长度特别长的远程应用中可以发挥很大的作用。温度和LVDT

虽然LVDT在各种应用中一直是可靠的位置反馈工具，但它也容易受到温度的影响。温度的变化会以两种不同的方式影响LVDT的输出信号，包括机械膨胀和LVDT电学性质的变化。机械膨胀会影响铁芯和绕组，使传感器产生错误信号；温度还可能直接改变铁芯的磁性，改变整个传感器的电性能，进而使测量数据出错。

一般来说，直接影响LVDT核心的情况很少，这种变化在通常的温度范围内可以忽略不计。只有在极端的环境温度下，这种改变材料磁性的情况才会更加困难。现在一些新的制造技术和材料使LVDT能够在恶劣的环境中工作。这种LVDT不仅使用了特殊的制造材料，还使用了特殊的高熔点焊接，否则无法在零下几百度的环境中与材料的变化抗衡。

上面我们也说了，AC LVDT覆盖的工作温度远高于DC LVDT，因为传感器本体内部带有电子设备的DC供电LVDT会受到电子信号调理模块中材料性能的限制，没有办法像AC LVDT一样保证自身的可靠性。如何选择LVDT？

合适的LVDT需要确定其应用条件。虽然LVDT是一个线性传感器，但许多应用不是理想的线性运动，将包括一些横向运动。这时，弹簧加载的LVDT是一个更合适的选择，它可以完美地解决不完善的直线运动测量。对于线性阀位测量的相对固定的应用，分芯式LVDT更合适。

磁芯分离包括由导磁材料制成的独立管状电枢，该电枢可以在线圈的中空孔中沿轴向自由移动，并且机械耦合到需要测量位置的物体。这就意味着机芯可以自由移动，在工作过程中不会产生摩擦，而且这种相对简单的运动检测的成本比上面的弹簧加载式要低。

各种环境因素也会影响LVDT材料的选择。例如，在强化学环境中，普通不锈钢材料不适合，需要特殊合金来增强LVDT的耐化学性。在大多数常见的应用中，在工作温度不高的情况下，简单的DC电源LVDT更加方便，可以内部调节信号，省去了外部交流激励的数量、重量和成本。总结

LVDT在整个过程中的无摩擦操作在材料测试、振动位移测量和高分辨率尺寸测量系统中特别有用。作为一种可以提高高精度位置检测的传感器，LVDT的灵活性可以通过简单地增加几个外部无源元件来设置环路带宽、激励频率和增益，从而大大扩展了这种高精度传感的应用。

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原文可靠的高精度位置传感——LVDT

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