LVDT線性可變差動變壓傳感器的線性轉換功能
一、轉換功能
圖中顯示了典型LVDT的傳遞函數。x軸是距中心的核心位移。y軸是輸出交流電壓的幅度。在原點(x=0),理想情況下輸出為零。當磁芯在任一方向偏離中心時,輸出的振幅隨磁芯位移線性增加。請注意,僅測量輸出的幅度,是無法確定磁芯是向左位移還是向右位移。需要知道輸出的幅度和相位。

二、線性范圍
LVDT僅在鐵芯位移的有限范圍內表現出線性傳遞函數。這被指定為LVDT的線性范圍。為什么設備不再具有超出此范圍的線性關系?
可以想象,當磁芯距零位的位移超過一定值時,從初級繞組耦合到磁芯的磁通量會減少。因此,這導致出現在相應次級繞組兩端的電壓降低。在具有線性傳遞函數的情況下,磁芯可以從其零位移動的最大距離稱為滿量程位移。提供范圍廣泛的LVDT,涵蓋低至±100μm至±25 cm的位移范圍。能夠測量更大范圍的LVDT也可用于實驗室、工業和潛水環境。
三、線性誤差
即使在線性范圍內,LVDT輸出與磁芯位移的關系圖也不是一條完美的直線。輸出可能會稍微偏離為最適合輸出數據而構造的直線。一種可能導致器件標稱線性范圍內出現非線性的機制是磁性材料的飽和。即使磁芯處于零位,這也會產生三次諧波分量。可以通過對LVDT輸出應用低通濾波器來抑制這種諧波。LVDT輸出與預期直線擬合的最大偏差被視為線性誤差。線性誤差通常表示為全范圍輸出的+/-百分比。
四、靈敏度
靈敏度或傳輸比使是能夠將輸出電壓與磁芯位移聯系起來。為確定靈敏度,是以推薦的驅動電平(E-100 LVDT為3 V RMS)為初級通電,并通過滿量程位移將磁芯從零位移開。現在,是測量兩個次級繞組兩端的電壓以確定總輸出電壓(V out)。將這些值代入以下等式,是可以找到LVDT靈敏度:

靈敏度通常以每千分之一英寸磁芯位移每伏特激勵的毫伏輸出(mV/V/mil)來指定。例如,E-100的靈敏度為2.4 mV/V/mil。有了靈敏度,是就可以確定信號調理電路所需的增益。


