? ? ? ?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(chǎn)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(jié)構(gòu),兩個次級線圈采用反向串聯(lián)的方式連接,輸出與鐵芯位移量存在一定線性關(guān)系的電壓值。當在初級線圈繞組加上適當?shù)募铍妷海苿予F芯位置會在兩個次級線圈繞組中相應(yīng)地產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。如果能保證變壓器結(jié)構(gòu)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(chǎn)生的兩個互感系數(shù)和在數(shù)值上相等,次級線圈感應(yīng)電動勢在數(shù)值上相等。由于變壓器兩個次級線圈繞組采用反向串聯(lián)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(jié)構(gòu)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(chǎn)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(shù)不對稱,氣隙不均勻,致使產(chǎn)生的感應(yīng)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(jié)構(gòu)的均勻與對稱;次級線圈磁路的對稱;鐵芯選材應(yīng)確保材質(zhì)均勻,經(jīng)熱處理改善型材的機械性能和磁性;設(shè)計有效的電路補償。補償電路形式很多,常見的有:電阻串聯(lián),電阻并聯(lián),電容并聯(lián),外加反饋繞組或反饋電容等,是一種簡單有效的方法。