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        LVDT位移傳感器零殘電壓產生原因及處理方法
        發布時間:2020-07-20

        米蘭特高精度LVDT位移傳感器.jpg

        ? ? ? ?LVDT位移傳感器是用于微位移精密測量的高精度位移傳感器。為提高傳感器的測量精度與產品性能,需要從軟、硬件方面綜合考慮,改善位移傳感器的輸出特性。

        ? ? ? ?LVDT位移傳感器采用差動變壓器式結構,兩個次級線圈采用反向串聯的方式連接,輸出與鐵芯位移量存在一定線性關系的電壓值。當在初級線圈繞組加上適當的激勵電壓,移動鐵芯位置會在兩個次級線圈繞組中相應地產生感應電動勢。如果能保證變壓器結構完全對稱,那么在可動鐵芯滑動到平衡位置(就是兩個次級線圈繞組的幾何中間位置)時,會使初級線圈繞組與兩個次級線圈繞組分別作用產生的兩個互感系數和在數值上相等,次級線圈感應電動勢在數值上相等。由于變壓器兩個次級線圈繞組采用反向串聯的連接方式,差動變壓器的輸出電壓為零,這就是LVDT位移傳感器的零位電壓。但是,在目前加工工藝條件下,無法保證變壓器結構完全對稱。因此,LVDT位移傳感器必然存在零殘電壓的缺陷。

        LVDT位移傳感器產生零殘電壓的主要原因有:

        ? ? ? ?由于兩個次級繞組線圈的幾何尺寸和電氣參數不對稱,氣隙不均勻,致使產生的感應電動勢幅值不相等,相位不同。

        ? ? ? ?由于磁性材料的磁化曲線具有非線性,磁路也具有不對稱性(這也是LVDT位移傳感器可能輸出高次諧波的主要原因)。

        零殘電壓對LVDT位移傳感器的影響主要有:

        ? ? ? ?傳感器輸出特性在零點位置附近不靈敏,限制了位移傳感器分辨率的提高;

        ? ? ? ?如果傳感器零殘電壓太大,會大幅影響位移傳感器的線性精度,也會使傳感器的靈敏度大幅下降。

        ? ? ? ?為了減小LVDT位移傳感器的零殘電壓,線圈繞制過程中藥盡量保證初級線圈與次級線圈結構的均勻與對稱;次級線圈磁路的對稱;鐵芯選材應確保材質均勻,經熱處理改善型材的機械性能和磁性;設計有效的電路補償。補償電路形式很多,常見的有:電阻串聯,電阻并聯,電容并聯,外加反饋繞組或反饋電容等,是一種簡單有效的方法。

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