LVDT 的基本结构

LVDT(Linear Variable Differential Transformer,线性可变差动变压器)由一个初级线圈、两个对称次级线圈与一个可动铁磁芯组成,线圈绕在骨架上、外加屏蔽外壳。铁芯与线圈无机械接触,故无摩擦、无磨损。原理与产品见 LVDT 位移传感器

差动变压器工作原理

初级线圈通入交流激励后,通过铁芯耦合到两个次级线圈。两次级极性相反、反向串联,输出取二者电压之。铁芯移动时,靠近的次级耦合磁通增大、远离的减小,产生与位移成线性的差动电压。

一句话:铁芯位移 → 改变两次级互感之比 → 输出差动电压 ∝ 位移

零点与相位(怎么判方向)

铁芯在中位时两次级感应电动势相等、差为零,即零点(LVDT null)。偏离中位后差动电压随位移增大;铁芯往一侧或另一侧移动时,输出电压的相位相反——因此靠相位判别方向、靠幅值判别位移大小。

激励与差动整流解调

激励为交流(常见 50Hz–5kHz,电压如 3V 或 1Vrms)。次级差动交流信号需经相敏整流/差动整流解调还原为与位移对应的直流量。AC 型需外接信号调理器完成激励与解调;DC 型内置该电路。接线见 LVDT 接线图解

线性范围与量程

LVDT 在额定量程内线性好;当铁芯行程超过约 100% 量程后线性变差。选型时应让工作行程落在线性区内并留裕量。

指标典型(行业公开·未核实)
线性度优于 ±0.25%FS(高精度可 ±0.1%FS)
分辨率理论近乎无限(受调理电路限)
寿命无接触,理论无限循环
上表为行业通用范围(未逐项核实),以型号与订货确认为准。

AC 型 vs DC 型

AC-LVDT:需外部激励与信号调理,耐高温/耐辐照等严苛环境更佳;DC-LVDT:内置解调,直接输出 0-5V/0-10V/4-20mA,接线简单、便于对接 PLC。详见 LVDT 位移传感器 的对比表。

选型要点

确认量程与线性区、精度(线性度/分辨率/重复性)、AC 或 DC、激励频率、环境(高温/高压/防爆/辐照)、安装方式(杆式/回弹式)。角位移场合用 RVDT

常见问题 FAQ

LVDT 输出为什么能判方向?+
铁芯往两侧移动时差动电压相位相反,靠相位判方向、幅值判大小。
零点是什么?+
铁芯在中位时两次级电压相等、输出差为零,即零点(null);实际有极小残余电压。
激励频率怎么选?+
常见 50Hz–5kHz,需与传感器匹配;AC 型由信号调理器提供。见 接线图解
行程能超量程吗?+
不建议,超过约 100% 量程后线性变差;应让工作行程落在线性区内。