LVDT位移传感器的工作原理、分类、信号处理和常见故障

LVDT位移传感器的工作原理简单地说是铁芯可动变压器，它由一个初级线圈，两个次级线圈，铁芯，线圈骨架，外壳等部件组成。

初级线圈、次级线圈分布在线圈骨架上，线圈内部有一个可自由移动的杆状铁芯。当铁芯处于中间位置时，两个次级线圈产生的感应电动势相等，这样输出电压为零；当铁芯在线圈内部移动并偏离中心位置时，两个线圈产生的感应电动势不等，有电压输出，其电压大小取决于位移量的大小。

为了提高传感器的灵敏度，改善传感器的线性度、增大传感器的线性范围，设计时将两个线圈反串相接、两个次级线圈的电压极性相反，LVDT输出的电压是两个次级线圈的电压之差，这个输出的电压值与铁芯的位移量成线性关系。LVDT工作过程中，铁心的运动不能超出线圈的线性范围，否则将产生非线性值，因此所有的LVDT均有一个线性范围。

‌LVDT位移传感器主要分为回弹式、拉杆式、气动式、笔形LVDT位移传感器。‌

‌回弹式LVDT位移传感器‌主要用于阀门开度检测、试验机物体形变检测、辊缝间隙检测等，适用于各种机械设备的距离移动检测，如冲床、轧机、柴油机、液压油缸等。

拉杆式LVDT位移传感器‌广泛应用于裂缝测量监测，桥梁测量监测，航天航空，机械， 建筑，纺织，铁路，煤炭，冶金，塑料，化工以及科研院校等国民经济各行各业，用来测量伸长,振动,物体厚度，膨胀等的高技术产品。

‌气动式LVDT位移传感器‌可以检测物体的平滑度、厚度、物体位置等，适用于需要精密检测的零部件，如轴承检测、手机外壳检测、汽车零部件检测等特殊领域。

‌笔形LVDT位移传感器‌主要应用在特殊领域，如轴承检测、手机外壳检测、汽车零部件检测等需要精密检测的零部件。

LVDT位移传感器的信号处理，传感器将位移变化转化为电信号输出，但这些电信号往往较为微弱且含有噪声，不能直接用于数据处理或控制。因此，需要位移传感器信号变送器对这些信号进行进一步的处理。

位移传感器信号变送器主要包括信号放大电路、滤波电路、线性化电路等，它们能够将传感器输出的微弱信号放大到可用水平，同时滤除噪声和干扰，确保信号的准确性和稳定性。此外，信号调理器还具备信号转换功能，将模拟信号转换为数字信号，便于后续的数据处理和分析。传感器输出的信号常规的有4-20mA、0-5V、0-10V、±5V、±10V、RS485数字信号。一般要求远距离传输(超过20米),最好采用电流输出或数字输出,如果是多根传感器同时使用,且距离较远采用数字RS485输出较好。

LVDT位移传感器的常见故障主要表现为输出不正常或参数不正常，输出不正常通常表现为供电不足、接线不牢、安装不牢及工作盲区等问题，首先调整LVDT位移传感器的安装。如没有解决，就检查、电源、电线、接线等，看下问题所在。参数不正常大多数属于定位不准。可以将LVDT位移传感器取出来重新放置，调整安装的位置。如未解决，重新检查安装以及线路问题。(少数情况为LVDT位移传感器的制作问题，如一些小参数值为LVDT位移传感器制定的精确度不准)。

审核编辑 黄宇