Biến áp biến thiên sai phân tuyến tính LVDT
Định nghĩa của LVDT
Thuật ngữ LVDT là viết tắt của Linear Variable Differential Transformer. Đây là bộ biến đổi cảm ứng được sử dụng rộng rãi nhất, chuyển động tuyến tính thành tín hiệu điện.
Điện áp đầu ra trên cuộn thứ cấp của bộ biến áp này là khác biệt, do đó nó được gọi như vậy. Nó là bộ biến đổi cảm ứng rất chính xác so với các bộ biến đổi cảm ứng khác.
Cấu tạo của LVDT
Các Đặc điểm Chính về Cấu tạo
Bộ biến áp bao gồm cuộn sơ cấp P và hai cuộn thứ cấp S1 và S2 quấn trên một cốt hình trụ (mà có lõi trống).
Cả hai cuộn thứ cấp đều có số vòng quấn bằng nhau, và chúng được đặt ở hai bên cuộn sơ cấp.
Cuộn sơ cấp được kết nối với nguồn AC, tạo ra từ thông trong khe hở không khí và gây ra điện áp cảm ứng trong cuộn thứ cấp.
Một lõi sắt mềm di chuyển được đặt bên trong cốt và vị trí cần đo được kết nối với lõi sắt.
Lõi sắt thường có độ thẩm thấu cao, giúp giảm thiểu hàm lượng谐波，并提高LVDT的灵敏度。 - LVDT放置在不锈钢外壳内，因为这将提供静电和电磁屏蔽。 - 两个次级线圈以这种方式连接，使得输出是两个线圈电压之间的差值。 ### LVDT的工作原理 当初级线圈连接到交流电源时，LVDT的次级会产生交流电流和电压。次级S1的输出为e1，次级S2的输出为e2。因此，差分输出为：
这个方程解释了LVDT的工作原理。
现在根据铁芯的位置有三种情况，解释LVDT的工作原理如下：
- **情况I** 当铁芯处于零位（无位移）时
- 当铁芯处于零位时，与两个次级线圈链接的磁通量相等，因此两个线圈中感应的电动势相等。因此，在无位移的情况下，输出电压eout为零，因为e1和e2相等。这表明没有发生位移。
- **情况II** 当铁芯向上移动（相对于参考点向上位移）
- 在这种情况下，与次级线圈S1链接的磁通量比S2多。因此，e1会比e2大。因此，输出电压eout为正。
- **情况III** 当铁芯向下移动（相对于参考点向下位移）
- 在这种情况下，e2的幅值会比e1大。因此，输出电压eout为负，表示位移方向向下。
### 输出电压与铁芯位移的关系
一条线性曲线显示输出电压随铁芯位移呈线性变化。
关于LVDT中感应电压的幅值和符号的一些重要点：
- 电压的变化量（无论是正还是负）与铁芯移动量成正比，指示线性运动的量。
- 通过观察输出电压的增加或减少，可以确定运动的方向。
- LVDT的输出电压是铁芯位移的线性函数。
### LVDT的优点
- **高范围** — LVDT具有非常高的位移测量范围，可以从1.25毫米到250毫米。
- **无摩擦损失** — 由于铁芯在空心线圈内移动，因此没有位移输入的摩擦损失，使LVDT成为非常精确的设备。
- **高输入和高灵敏度** — LVDT的输出非常高，不需要放大。传感器具有很高的灵敏度，通常约为40V/mm。
- **低迟滞** — LVDT表现出低迟滞，因此在所有条件下重复性非常好。
- **低功耗** — 功耗约为1W，与其他传感器相比非常低。
- **直接转换为电信号** — 它们将线性位移直接转换为电信号，易于处理。
### LVDT的缺点
- LVDT对杂散磁场敏感，因此总是需要设置来保护它们免受杂散磁场的影响。
- LVDT受到振动和温度的影响。
综上所述，与其他感应传感器相比，LVDT具有明显的优势。
### LVDT的应用
1. 我们使用LVDT测量从几分之一毫米到几厘米的位移。作为初级传感器，LVDT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，波登管作为初级传感器，将压力转换为线性位移，然后LVDT将该位移转换为电信号，经过校准后给出流体的压力读数。
声明：尊重原创，好文章值得分享，如有侵权请联系删除。
Đề xuất
