前言
　　
　　LVDT（Linear.Variable.Differential.Transformer）是線性可變差動變壓器縮寫，簡單地說是鐵芯可動變壓器。所以，LVDT位移傳感器也可稱之為LVDT差動變壓器式位移傳感器，它由一個初級線圈、兩個次級線圈、鐵芯、線圈骨架、外殼等部件組成。當(dāng)鐵芯由中間向兩邊移動時，次級兩個線圈輸出電壓之差與鐵芯移動成線性關(guān)系（位移傳感器的種類）。電子器件設(shè)計者就是利用這一原理制造出LVDT位移傳感器。那么，什么是LVDT位移傳感器呢（什么是位移傳感器）?如圖所示，即為常見的LVDT位移傳感器。小編通過搜集整理資料對LVDT位移傳感器的構(gòu)成原理（位移傳感器原理）及特點進行了歸納總結(jié)。　　　　
　　LVDT差動變壓器式位移傳感器的構(gòu)成原理：
　　
　　LVDT的結(jié)構(gòu)由鐵心、銜鐵、初級線圈、次級線圈組成，如右圖所示，　　　　
　　當(dāng)初級線圈P1，P2之間供給一定頻率的交變電壓時，鐵芯在線圈內(nèi)移動改變了空間的磁場分布，從而改變了初、次級線圈之間的互感量，次級線圈S11，S22之間就產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，隨著鐵心的位置不同，互感量也不同，次級產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢也不同，這樣就將鐵芯的位移量變成了電壓信號輸出，由于兩個次級線圈電壓極性相反,,輸出電壓為差動電壓。
　　
　　當(dāng)鐵芯往右移動時，次級線圈2感應(yīng)的電壓大于次級線圈1;當(dāng)鐵芯往左移動時，次級線圈1感應(yīng)的電壓大于次級線圈2，兩線圈輸出的電壓差值大小隨鐵芯位移而成線性變化。
　　
　　初級線圈、次級線圈分布在線圈骨架上，線圈內(nèi)部有一個可自由移動的桿狀銜鐵。當(dāng)銜鐵處于中間位置時，兩個次級線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相等，這樣輸出電壓為0;當(dāng)銜鐵在線圈內(nèi)部移動并偏離中心位置時，兩個線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢不等，有電壓輸出，其電壓大小取決于位移量的大小。
　　
　　為了提高傳感器的靈敏度，改善傳感器的線性度、增大傳感器的線性范圍，設(shè)計時將兩個線圈反串相接、兩個次級線圈的電壓極性相反，LVDT輸出的電壓是兩個次級線圈的電壓之差，這個輸出的電壓值與鐵心的位移量成線性關(guān)系。
　　
　　LVDT工作過程中，鐵心的運動不能超出線圈的線性范圍，否則將產(chǎn)生非線性值，因此所有的LVDT均有一個線性范圍。
　　
　　1,無摩擦測量
　　
　　LVDT的可動鐵芯和線圈之間通常沒有實體接觸，也就是說LVDT是沒有摩擦的部件。它被用于可以承受輕質(zhì)鐵芯負(fù)荷，但無法承受摩擦負(fù)荷的重要測量。例如，精密材料的沖擊撓度或振動測試，纖維或其它高彈材料的拉伸或蠕變測試。
　　
　　2,無限的機械壽命
　　
　　由于LVDT的線圈及其鐵芯之間沒有摩擦和接觸，因此不會產(chǎn)生任何磨損。這樣LVDT的機械壽命，理論上是無限長的。在對材料和結(jié)構(gòu)進行疲勞測試等應(yīng)用中，這是極為重要的技術(shù)要求。此外，無限的機械壽命對于飛機、導(dǎo)彈、宇宙飛船以及重要工業(yè)設(shè)備中的高可靠性機械裝置也同樣是重要的。
　　
　　3,無限的分辨率
　　
　　LVDT的無摩擦運作及其感應(yīng)原理使它具備兩個顯著的特性。*個特性是具有真正的無限分辨率。這意味著LVDT可以對鐵芯zui微小的運動作出響應(yīng)并生成輸出。外部電子設(shè)備的可讀性是對分辨率的*限制。
　　
　　4,零位可重復(fù)性
　　
　　LVDT構(gòu)造對稱，零位可回復(fù)。LVDT的電氣零位可重復(fù)性高，且極其穩(wěn)定。用在閉環(huán)控制系統(tǒng)中，LVDT是非常出色的電氣零位指示器。
　　
　　5,徑向不敏感
　　
　　LVDT對于鐵芯的軸向運動非常敏感，徑向運動相對遲鈍。這樣，LVDT可以用于測量不是按照直線運動的物體，例如，可把LVDT耦合至波登管的末端測量壓力。
　　
　　6,輸入/輸出隔離
　　
　　LVDT被認(rèn)為是變壓器的一種，因為它的勵磁輸入（初級）和輸出（次級）是*隔離的。LVDT無需緩沖放大器，可以認(rèn)為它是一種有效的模擬信號元件。在要求信號線與電源地線隔離的測量和控制回路中，它的使用非常方便。
　　
　　7,堅固耐用
　　
　　制造LVDT所用的材料以及接合這些材料所用的工藝使它成為堅固耐用的變送器。即使受到工業(yè)環(huán)境中常有的強大沖擊、巨幅振動，LVDT也能繼續(xù)發(fā)揮作用。鐵芯與線圈分離LVDT鐵芯與線圈彼此分離，在鐵芯和線圈內(nèi)壁間插入非磁性隔離物，可以把加壓的、腐蝕性或堿性液體與線圈組隔離開。這樣，線圈組實現(xiàn)氣密封，不再需要對運動構(gòu)件進行動態(tài)密封。對于加壓系統(tǒng)內(nèi)的線圈組，只需使用靜態(tài)密封即可。
　　
　　8,環(huán)境適應(yīng)性
　　
　　LVDT是少數(shù)幾個可以在多種惡劣環(huán)境中工作的變送器之一。例如，密封型LVDT采用不銹鋼外殼，可以置于腐蝕性液體或氣體中。有時，LVDT被要求在惡劣的環(huán)境下工作。例如，在類似液氮的低溫環(huán)境中或核輻射環(huán)境。雖然在大多數(shù)情況下，LVDT具有無限的工作壽命（理論上），置于惡劣環(huán)境下的LVDT，工作壽命卻因環(huán)境不同而各不相同。
　　
　　9,LVDT與光柵，磁柵，等高精度測長儀器相比有以下幾個優(yōu)點缺點：
　　
　　優(yōu)點：動態(tài)特性好，可用于高速在線檢測，進行自動測量，自動控制。光柵、磁柵等測量速度一般為1.5m/s以內(nèi)，只能用于靜態(tài)測量。LVDT可在強磁場，大電流，潮濕，粉塵等惡劣環(huán)境下使用。可以做成在特殊條件下工作的傳感器，如耐高壓，高溫，耐輻射，全密土封在水下工作。可靠性非常好，能承受沖擊達150g/11ms，振動頻率2KHZ加速度20g。體積小，價格低，性能價格比高。
　　
　　總結(jié)
　　
　　LVDT線性差動變壓器式位移傳感器主要用于測量如位移、距離、伸長、移動、厚度、膨脹、液位、應(yīng)變、壓縮、重量等各種物理量。在航天、航空、電力、石油化工、機械、、紡織、汽車、煤炭、地震監(jiān)測、高等院校及科研院所等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。本文主要介紹了LVDT位移傳感器的工作原理、特點等基礎(chǔ)知識。