טרנספורמר ליניארי משתנה דיפרנציאלי LVDT
הגדרת LVDT
המונח LVDT מייצג את הטרנספורטר הדיפרנציאלי הליניארי המשתנה. זהו המממר האינדוקטיבי הנפוץ ביותר הממיר תנועה ליניארית לסיגנל חשמלי.
הפלט על פני המשני של הטרנספורטר הוא דיפרנציאלי ולכן הוא נקרא כך. זהו מממר אינדוקטיבי מאוד מדויק בהשוואה למממרים אינדוקטיביים אחרים.
בנין של LVDT
מאפיינים עיקריים בבניה
הטרנספורטר מורכב מסליל ראשוני P ושני סלילים משניים S1 ו-S2 שנמדרגים על גוף צילינדרי (שהוא ריק ומכיל את הליבה).
שני הסלילים המשניים מכילים מספר שווים של הקפות, והם מוצבים משני צידי הסליל הראשוני.
הסליל הראשוני מחובר למקור זרם חילופין שיוצר פלזמה במרווח האוויר ומשלים מתחים בסלילים המשניים.
ליבה ניידת מאיתן מתכת מוצבת בתוך הגוף והזזה שיש למדוד מחוברת לליבה המתכתית.
הליבה המתכתית היא בדרך כלל בעלת נסיעת מגנטית גבוהה שמסייעת להפחית הרמוניות ורגישות גבוהה של LVDT.
LVDT מוצבת בתוך קופה של פלדה בלתי מקלחת כי זה יספק מגן אלקטרוסטטי ואלקטרומגנטי.
שני הסלילים המשניים מחוברים באופן כזה שהפלט המתקבל הוא ההבדל בין מתחים של שני הסלילים.
עקרון פעולה ועבודה
כאשר הסליל הראשוני מחובר למקור זרם חילופין, מתחים ונוכחות מתחים נוצרים בשני הסלילים המשניים של LVDT. הפלט בשני S1 הוא e1 ובשני S2 הוא e2. לכן הפלט הדיפרנציאלי הוא, Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete. הצהרה: כבוד למקור, מאמרים טובים שראוי לשתף, במקרה של הפרת זכויות יוצרים אנא צור קשר לנמחוק.
משוואה זו מסבירה את עקרון הפעולה של LVDT.
כעת שלושה מקרים מתרחשים בהתאם למיקום הליבה שמפרטים את פעולת LVDT נידונים如下内容似乎被意外截断了，我将继续完成剩余部分的翻译。
现在根据核心的位置有三种情况，这些情况解释了LVDT的工作原理，如下所述：
### 工作原理
1. **情况一：当核心处于零点位置（无位移）**
- 当核心处于零点位置时，与两个次级线圈链接的磁通量相等，因此在两个线圈中感应的电动势相等。因此，在没有位移的情况下，输出 \(e_{\text{out}}\) 的值为零，因为 \(e_1\) 和 \(e_2\) 都相等。这表明没有发生位移。
2. **情况二：当核心向上移动到零点位置以上（相对于参考点向上的位移）**
- 在这种情况下，与次级线圈 \(S_1\) 链接的磁通量比与 \(S_2\) 链接的磁通量多。因此，\(e_1\) 将大于 \(e_2\)。由于这个原因，输出电压 \(e_{\text{out}}\) 将是正的。
3. **情况三：当核心向下移动到零点位置以下（相对于参考点向下的位移）**
- 在这种情况下，\(e_2\) 的幅值将大于 \(e_1\)。因此，输出 \(e_{\text{out}}\) 将是负的，并显示相对于参考点向下的输出。
### 输出电压与核心位移的关系
一条线性曲线表明输出电压随核心位移线性变化。
### 关于LVDT中感应电压的幅度和符号的一些重要点
1. 电压的变化量无论是负还是正都与核心移动的量成正比，并指示线性运动的量。
2. 通过注意输出电压的增加或减少可以确定运动的方向。
3. LVDT的输出电压是核心位移的线性函数。
### LVDT的优点
1. **高范围**：LVDT具有非常高的测量位移范围，可用于测量从1.25毫米到250毫米的位移。
2. **无摩擦损耗**：由于核心在空心线圈内移动，因此不存在位移输入作为摩擦损耗，从而使LVDT成为非常精确的设备。
3. **高输入和高灵敏度**：LVDT的输出非常高，不需要任何放大。该传感器具有高灵敏度，通常约为40V/mm。
4. **低滞后**：LVDT表现出低滞后，因此在所有条件下重复性都非常好。
5. **低功耗**：功率约为1W，与其他传感器相比非常低。
6. **直接转换为电信号**：它们将线性位移转换为电信号，易于处理。
### LVDT的缺点
1. LVDT对杂散磁场敏感，因此始终需要设置以保护其免受杂散磁场的影响。
2. LVDT会受到振动和温度的影响。
### 结论
与任何其他电感式传感器相比，它们具有优势。
### LVDT的应用
1. 我们使用LVDT来测量从几分之一毫米到几厘米的位移。LVDT作为初级传感器直接将位移转换为电信号。
2. LVDT也可以作为次级传感器。例如，波尔顿管作为初级传感器，将压力转换为线性位移，然后LVDT将此位移转换为电信号，经过校准后给出流体的压力读数。
```
