LVDT传感器：平整度检测的利器

在日益迅猛发展的工业生产中，产品表面的平整度是衡量产品质量的重要指标之一。平整度检测广泛应用于各个行业，如汽车制造、航空航天、电子设备等。如电机行业中电池或手机外壳的平面度检测、半导体行业应用于液晶面板的平面度检测等。

与此同时，在传统的平整度检测中存在效率低、精度差等问题，而LVDT（线性可变差动变压器）传感器以其高精度、高可靠性、无摩擦测量等优点，在现代物体**平整度检测**中得到了广泛应用。
![LVDT 液晶面板的平面度检测.jpg](https://file1.elecfans.com/web3/M00/08/26/wKgZO2etfYuAK8DDAAVeGyUhtMw950.jpg)

工作原理：

LVDT传感器是一种电磁感应式传感器，其工作原理基于法拉第电磁感应定律。LVDT传感器由一个初级线圈和两个次级线圈组成，线圈缠绕在一个铁芯上。当铁芯位于中心位置时，两个次级线圈的输出电压相等，相位相反，抵消后输出电压为零。当铁芯沿轴向移动时，两个次级线圈的输出电压发生变化，差值与铁芯的位移成线性关系。通过测量输出电压的变化，可以精确地测量铁芯的位移。

LVDT传感器外壳通常采用不锈钢保护套，中间包裹具有高磁导率的磁屏蔽层以及防潮层，可在强磁场、大电流、潮湿、粉尘等恶劣环境下使用，部分工业级LVDT传感器采用特种材料（如陶瓷密封或哈氏合金外壳），可在250°C高温或1000bar高压环境下工作。

**LVDT传感器主要特点**

1. 无摩擦测量：在使用过程中，铁芯和线圈之间没有机械接触，因此LVDT不存在蹭擦、拖曳或其他摩擦途径。
2. 机械寿命无限长：由于铁芯和线圈之间通常没有接触，因此LVDT没有部件会相互摩擦或磨损。
3. 无限的分辨率：在无摩擦结构中根据电磁耦合原则操作，LVDT传感器可以测量铁芯位置极小的变化。
4. 零位可重复性：LVDT固有零点位置非常稳定且可重复，即使超过其很宽的工作温度范围也是一样的。  
5. 轴向抑制：LVDT对于铁芯的轴向运动非常敏感，径向运动相对迟钝。这样LVDT传感器可以用于测量不是按照精准直线运动的铁芯。
6. 抗超程序坏：大多数LVDT的内部孔在两端都是开口的，如果发生意外的超程，则铁芯能够完全通过传感器线圈配件，而不会导致损坏。
7. 快速动态响应：由于常规操作过程中不存在摩擦，因此LVDT可以很快地响应铁芯位置的变化。

绝对输出：LVDT传感器输出为与位置直接相关的模拟信号，如果发生断电，无需重新校准即可恢复测量（断电后需重新上电才能获取当前位移值）
**LVDT传感器的局限性** **：**

测量范围较小（通常为±0.1mm至±250mm），超大位移需其他传感器。

需外接振荡器和解调电路，系统复杂度较高。

高频动态测量（>1kHz）可能受铁芯惯性和电路带宽限制。

**LVDT传感器常见【平整度检测】应用:**

·**工件表面平整度检测：** 通过将LVDT探头接触工件表面，可以测量工件表面的高度变化，从而评估其平整度。

**板材平整度检测：** 在板材生产过程中，通过阵列式LVDT布局，配合自动化扫描机构，可实现大尺寸板材的全表面平整度映射。

·**晶圆平整度检测：** 在半导体行业中，晶圆的平整度对芯片的性能有重要影响。LVDT可以用于精确测量晶圆表面的平整度。
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输出方式全面，开关量，模拟量，RS485可选
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审核编辑 黄宇