差動變壓器式傳感器的應(yīng)用：LVDT差動變壓器式位移傳感器廣泛應(yīng)用于哪些方面？
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差動變壓器式傳感器的應(yīng)用：【圖】差動變壓器式傳感器的工作原理與使用實(shí)例
差動變壓器式傳感器的工作原理
螺線管式差動變壓器結(jié)構(gòu)如圖4-10，它由初級線圈、兩個(gè)次級線圈和插人線圈中央的圓往形鐵芯等組成。
差動變壓器式傳感器中兩個(gè)次級線圈反向串聯(lián)，并且在忽略鐵損、導(dǎo)磁體磁限和線圈分布電容的理想條件下，其等效電路如圖4-11，當(dāng)初級繞組w1加以激勵(lì)電壓亡，時(shí)，根據(jù)變壓器的工作原理，在兩個(gè)次級繞組W2s和W2b中便會產(chǎn)生感應(yīng)電勢E2a和E2b。如果工藝上保證變壓器結(jié)構(gòu)完全對稱，則當(dāng)活動銜鐵處于初始平衡位置時(shí).必然會使兩互感系數(shù)M1=M2.根據(jù)電磁感應(yīng)原理，將有E2a=E2b。由于變壓器兩次級繞組反向串聯(lián)，因而U2=E2a-E2b，即差動變壓器輸出電壓為零。
當(dāng)活動銜鐵向上移動時(shí)，由于磁阻的影響,w2a中磁通將大于W2b，使Ml > M2，因而E2a增加，而E2b減小。反之，w2b增加，w2a減小。因?yàn)閁2=E2a-E2b，所以當(dāng)E2a、E2b隨著銜鐵位移x變化時(shí)，U2也必將隨x變化。圖4-12給出了變壓器輸出電壓認(rèn)與活動銜鐵位移x的關(guān)系曲線。
實(shí)際上，當(dāng)銜鐵位于中心位置時(shí)，差動變壓器輸出電壓并不等于零，把差動變壓器在零位移時(shí)的愉出電壓稱為零點(diǎn)殘余電壓，記作Ux,它的存在使傳感器的輸出特性不過零點(diǎn)，造成實(shí)際特性與理論特性不完全一致。零點(diǎn)殘余電壓產(chǎn)生的原因主要是傳感器的兩次級繞組的電氣參數(shù)與幾何尺寸不對稱，以及磁性材料的非線性等問題引起的。
零點(diǎn)殘余電壓的波形十分復(fù)雜，主要由基波和高次諧波組成。基波的產(chǎn)生主要是傳感器的兩次級繞組的電器參數(shù)，幾何尺寸不對稱，導(dǎo)致它們產(chǎn)生的感應(yīng)電勢幅值不等、相位不同.因此不論怎樣調(diào)整銜鐵位置，兩線圈中感應(yīng)電勢都不能完全抵消。
高次諧波中起主要作用的是三次諧波，產(chǎn)生的原因是由于磁性材料磁化曲線的非線性(磁飽和、磁滯)。零點(diǎn)殘余電壓一般在幾十毫伏以下，在實(shí)際使用時(shí)，應(yīng)設(shè)法減小Ux，否則將會影響傳感器的測量結(jié)果.
差動變壓式傳感器的應(yīng)用
差動變壓器式傳感器可以直接用于位移測量，也可以側(cè)址與位移有關(guān)的任何機(jī)械量，如振動、加速度、應(yīng)變、比重、張力和厚度等。
圖4-16所示為差動變壓器式加速度傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。
它由懸臂梁1 和差動變壓器2構(gòu)成。測量時(shí)，將懸臂梁底座及差動變壓器的線圈骨架固定，而將銜鐵的A端與被測振動體相連。當(dāng)被測體帶動銜鐵以.r(t)振動時(shí)，導(dǎo)致差動變壓器的輸出電壓也按相同規(guī)律變化。
差動變壓器式傳感器的應(yīng)用：差動變壓器式位移傳感器原理與應(yīng)用？
線性可變差動變壓器屬于直線位移傳感器，英文縮寫為LVDT(LinearVariable DifferentialTransformer)。工作原理簡單地說是鐵芯可動變壓器。它由鐵心、銜鐵、初級線圈、次級線圈組成，初級線圈、次級線圈分布在線圈骨架上，線圈內(nèi)部有一個(gè)可自由移動的桿狀銜鐵。當(dāng)銜鐵處于中間位置時(shí)，兩個(gè)次級線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相等，這樣輸出電壓為0;當(dāng)銜鐵在線圈內(nèi)部移動并偏離中心位置時(shí)，兩個(gè)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢不等，有電壓輸出，其電壓大小取決于位移量的大小。為了提高傳感器的靈敏度，改善位移傳感器的線性度、增大位移傳感器的線性范圍，設(shè)計(jì)時(shí)將兩個(gè)線圈反串相接、兩個(gè)次級線圈的電壓極性相反，LVDT輸出的電壓是兩個(gè)次級線圈的電壓之差，這個(gè)輸出的電壓值與鐵心的位移量成線性關(guān)系。
LVDT工作過程中，鐵心的運(yùn)動不能超出線圈的線性范圍，否則將產(chǎn)生非線性值，因此所有的LVDT均有一個(gè)線性范圍。
LVDT線性位移傳感器的特點(diǎn)：
1、無摩擦測量，原理直觀、結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、使用壽命長;
2、靈敏度高、線性范圍寬、重復(fù)性好;
3、無限分辨率，應(yīng)用廣，適合于不同的應(yīng)用;
4、結(jié)構(gòu)對稱、零位可恢復(fù)。
RVDT非接觸設(shè)計(jì)，具有無限分辨率、使用壽命長，精度高的特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)360°轉(zhuǎn)動測量，廣泛應(yīng)用于球閥閥位、液壓泵、叉車、機(jī)器人、風(fēng)機(jī)等設(shè)備的傳動和反饋控制。
RVDT(Rotary Variable DifferentialTransformer)是旋轉(zhuǎn)可變差動變壓器縮寫，屬于角位移傳感器。它采用與LVDT相同的差動變壓器式原理，即把機(jī)械部件的的旋轉(zhuǎn)傳遞到角位移傳感器的軸上，帶動與之相連的擾流片/鐵心，改變線圈中的感應(yīng)電壓/電感量，輸出與旋轉(zhuǎn)角度成比例的電壓/電流信號。
文章來源：位移傳感器
差動變壓器式傳感器的應(yīng)用：差動變壓器式位移傳感器的應(yīng)用
如圖5-19 (a)所示是軸向式測試頭的結(jié)構(gòu)示意圖，圖5-19 (b)所示是差動變壓器式測位儀的原理框圖。G692L400TCU測量時(shí)探頭的頂尖與被測件接觸，被測件的微小位移會使銜鐵在差動線圈中移動，線圈的感應(yīng)電動勢將產(chǎn)生變化，這一變化量通過引線接到交流電橋，電橋的輸出電壓經(jīng)電流放大器、相敏檢波器，轉(zhuǎn)換成能夠反映被測件的位移變化大小及方向的電壓信號。
差動變壓器實(shí)驗(yàn)?zāi)K、測微頭、雙線示波器、差動變壓器、音頻信號源（音頻振蕩器）、直流電源、萬用表。
(1)根據(jù)圖5-20，將差動變壓器裝在差動變壓器實(shí)驗(yàn)?zāi)K上。
圖5 -20差動變壓器電容傳感器安裝示意圖
(2)在模塊上按照圖5- 21接線，音頻振蕩器信號必須從主控箱中的￡。端子輸出，調(diào)節(jié)音頻振蕩器的頻率，輸出頻率為4~ SkHz（可用主控箱的數(shù)顯表的頻率擋Fi。輸入來監(jiān)測）。調(diào)節(jié)幅度使輸出幅度為峰一峰值v -，=2V（可用示波器監(jiān)測：X軸0.2m。/div、y軸CH,為1V/div、CH。為20mV/div）。判別初級線圈及次級線圈同名端方法如下：設(shè)任一線圈為初級線圈，并設(shè)另外兩個(gè)線圈的任一端為同名端，按圖5 - 21接線。當(dāng)鐵芯左右移動時(shí)，觀察示波器中顯示的初級線圈波形、次級線圈波形，當(dāng)次級波形輸出幅值變化很大，基本上能過零點(diǎn)，而且相位與初級線圈波形（厶。音頻信號vp -，=2V波形）比較能同相或反相變化，說明已連接的初、次級線圈及同名端是正確的，否則繼續(xù)改變連接再判斷直到正確為止。
