LVDT的工作電路稱為調(diào)節(jié)電路或信號(hào)調(diào)節(jié)器。一個(gè)典型的調(diào)節(jié)電路應(yīng)包括穩(wěn)壓電路、正弦波發(fā)生器、解調(diào)器和一個(gè)放大器。
正弦波發(fā)生器應(yīng)具有恒定的幅度和頻率,且不受時(shí)間和溫度的影響。正弦可用文氏電橋產(chǎn)生,或用方波、階梯波經(jīng)濾波產(chǎn)生,或用其它合適的方法產(chǎn)生。
解調(diào)器可以是一個(gè)簡(jiǎn)單的二極管結(jié)構(gòu),當(dāng)LVDT次級(jí)線圈的交流輸出大于1VF.S時(shí),使用簡(jiǎn)單二極管解調(diào)器;如果信號(hào)幅度低于此值,由于兩個(gè)二極管正向電壓的差異,會(huì)存在溫度敏感問(wèn)題,但對(duì)較大的信號(hào)電壓,二極管誤差的影響并不明顯。也可以用同步解調(diào)器,在同步解調(diào)器中,兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管交替地開(kāi)關(guān),其定時(shí)與為初級(jí)供電的正弦波同步。在初級(jí)與解調(diào)器開(kāi)關(guān)間所需相移量取決于LVDT指標(biāo)和LVDT與信號(hào)調(diào)節(jié)器間的導(dǎo)線長(zhǎng)度。
正弦波發(fā)生器、解調(diào)器和放大電路已組合成商品化IC,使用這些器件將極大地簡(jiǎn)化LVDT信號(hào)調(diào)節(jié)器的設(shè)計(jì)。最常用的有Philips出品的NE5521和ADI公司的AD598/698。此外,細(xì)間距封裝的標(biāo)準(zhǔn)模擬和數(shù)字器件的出現(xiàn),使電路設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)化,并可固定在LVDT外殼的內(nèi)部。
優(yōu)點(diǎn)
1,無(wú)摩擦測(cè)量
LVDT 的可動(dòng)鐵芯和線圈之間通常沒(méi)有實(shí)體接觸, 也就是說(shuō) LVDT 是沒(méi)有摩擦 的部件。 它被用于可以承受輕質(zhì)鐵芯負(fù)荷, 但無(wú)法承受摩擦負(fù)荷的重要測(cè)量。 例 如,精密材料的沖擊撓度或振動(dòng)測(cè)試, 纖維或其它高彈材料的拉伸或蠕變測(cè)試。
2,無(wú)限的機(jī)械壽命
由于 LVDT 的線圈及其鐵芯之間沒(méi)有摩擦和接觸,因此不會(huì)產(chǎn)生任何磨 損。這樣 LVDT 的機(jī)械壽命,理論上是無(wú)限長(zhǎng)的。在對(duì)材料和結(jié)構(gòu)進(jìn)行疲勞測(cè)試 等應(yīng)用中,這是極為重要的技術(shù)要求。此外,無(wú)限的機(jī)械壽命對(duì)于飛機(jī)、導(dǎo)彈、宇宙飛船以及重要工業(yè)設(shè)備中的高可靠性機(jī)械裝置也同樣是重要的。
3,無(wú)限的分辨率
LVDT 的無(wú)摩擦運(yùn)作及其感應(yīng)原理使它具備兩個(gè)顯著的特性。 第一個(gè)特性是具 有真正的無(wú)限分辨率。 這意味著 LVDT 可以對(duì)鐵芯最微小的運(yùn)動(dòng)作出響應(yīng)并生成 輸出。外部電子設(shè)備的可讀性是對(duì)分辨率的唯一限制。
4,零位可重復(fù)性
LVDT 構(gòu)造對(duì)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(duì)于鐵芯的軸向運(yùn)動(dòng)非常敏感,徑向運(yùn)動(dòng)相對(duì)遲鈍。這樣,LVDT 可以 用于測(cè)量不是按照精準(zhǔn)直線運(yùn)動(dòng)的物體,例如,可把 LVDT 耦合至波登管的末端 測(cè)量壓力。
6,輸入/輸出隔離
LVDT 被認(rèn)為是變壓器的一種,因?yàn)樗膭?lì)磁輸入(初級(jí))和輸出(次級(jí))是 完全隔離的。LVDT 無(wú)需緩沖放大器,可以認(rèn)為它是一種有效的模擬信號(hào)元件。 在要求信號(hào)線與電源地線隔離的測(cè)量和控制回路中,它的使用非常方便。
7,堅(jiān)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(jiān)固耐用 的變送器。即使受到工業(yè)環(huán)境中常有的強(qiáng)大沖擊、巨幅振動(dòng),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(kāi)。這樣,線 圈組實(shí)現(xiàn)氣密封, 不再需要對(duì)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件進(jìn)行動(dòng)態(tài)密封。 對(duì)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(gè)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(shí),LVDT 被要求在極端惡劣的環(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(wú)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。
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