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差动变压器位移传感器阅读:1483

随着我国国民经济的高速发展,自动化程度的不断提高,传感器的用量越来越大,开发高新技术位移传感器产品具有广阔的前景。该产品具有精度高,动态特性好,工作可靠,使用方便等特点。差动变压器式位移传感器(LVDT)可广泛应用于航天航空、机械、建筑、纺织、铁路、煤炭、冶金、塑料、化工以及科研院校等国民经济各行各业,用来测量伸长、振动、物体厚度、膨胀等的高技术产品。

气动式LVDT

  1、气动式LVDT位移传感器介绍
  (1)检测方法
  在传感器内部设置小气缸,对传感器提供0.15MPa-0.7MPa的工作气压,
  气动式LVDT位移传感器
  气动式LVDT位移传感器
  在压缩空气的推动下,传感器的检测探头伸出,检测被测物体。关闭气源后,探头自动回缩。自由状态下,传感器探头不伸出。
  (2)应用领域
  玻璃平滑度检测,金属位置检测、生产线在线厚度检测,气缸位移检测与控制、建材加工测控,自卸载重车应用。[1]
  2、气动式LVDT位移传感器特点:
  (1)传感器内置小气缸,替代机械臂,减少工作过程中的机械误差。
  (2)直流单电源供电,内置高性能信号调节器,无待机消耗。
  (3)体积小,安装简单,无需调零。
  3、气动式LVDT位移传感器性能参数:

供电电压

直流9V-28V或直流5V

供电电流

电压输出型供电电流≤12mA

二线4-20mA电流输出型供电电流4-20mA

位移量程

2.5mm、5mm、8mm、10mm、15mm

输出信号

100米内无线传输

0.5-4.5VDC

0-5VDC或-5V至+5V

0-10VDC或-10V至+10V

4-20mA(二线制,15V-28VDC供电电压)

ModbusRS485RS422RS232数字信号

线性误差

±0.25%、±0.5%可选

重复误差

<0.01%ofFS

使用温度

-25℃-+85℃

温度系数

≤零点0.01%/℃

灵敏度≤0.025%/℃

分辨率

0.01um(),数字式是16bit

LVDT的应用举例以及应用领域

  直流回弹式LVDT
  具有优良的性能,采用方便的单电源9-28V DC供电,产品的测量接触探头采用耐磨镀络硬质工具钢,测量量程为50mm,弹力200克,电子电路密封在304不锈钢金属管内,可以在潮湿和灰尘等恶劣环境中工作,输出信号为标准的可被计算机或PLC使用的0-5V或4-20mA输出。
  应用领域
  l 轴径跳动检测
  l 阀位检测与控制
  l 辊缝间隙控制
  l 金属加工检测
  直流拖动式LVDT
  具有优良的性能,采用方便的单电源9-28V DC供电,电子电路密封在304不锈钢金属管内,可以在潮湿和灰尘等恶劣环境中工作,输出信号为标准的可被计算机或PLC使用的0-5V或4-20mA输出。
  应用领域
  l 机床及工具定位
  l 液压缸定位
  l 辊缝间隙控制
  l 阀门位置检测与控制

传感器特点

1,无摩擦测量

LVDT 的可动铁芯和线圈之间通常没有实体接触,也就是说LVDT 是没有摩擦的部件。它被用于可以承受轻质铁芯负荷,但无法承受摩擦负荷的重要测量。 例如,精密材料的冲击挠度或振动测试,纤维或其它高弹材料的拉伸或蠕变测试。

2,无限的机械寿命

由于LVDT 的线圈及其铁芯之间没有摩擦和接触,因此不会产生任何磨损。这样LVDT的机械寿命,理论上是无限长的。在对材料和结构进行疲劳测试等应用中,这是极为重要的技术要求。此外,无限的机械寿命对于飞机、导弹、宇宙飞船以及重要工业设备中的高可靠性机械装置也同样是重要的。

3,无限的分辨率

LVDT的无摩擦运作及其感应原理使它具备两个显著的特性。个特性是具有真正的无限分辨率。这意味着 LVDT 可以对铁芯最微小的运动作出响应并生成输出。外部电子设备的可读性是对分辨率的限制。

4,零位可重复性

LVDT 构造对称,零位可回复。LVDT的电气零位可重复性高,且极其稳定。用在闭环控制系统中,LVDT 是非常出色的电气零位指示器。

5,径向不敏感

LVDT对于铁芯的轴向运动非常敏感,径向运动相对迟钝。这样,LVDT 可以用于测量不是按照精准直线运动的物体,例如,可把LVDT耦合至波登管的末端测量压力。

6,输入/输出隔离

LVDT被认为是变压器的一种,因为它的励磁输入(初级)和输出(次级)是完全隔离的。LVDT无需缓冲放大器,可以认为它是一种有效的模拟信号元件。在要求信号线与电源地线隔离的测量和控制回路中,它的使用非常方便

9,LVDT与光栅,磁栅,等高精度测长仪器相比有以下几个优点缺点:

优点:动态特性好,可用于高速在线检测,进行自动测量,自动控制。光栅、磁栅等测量速度一般为1.5m/s以内,只能用于静态测量。

LVDT可在强磁场,大电流,潮湿,粉尘等恶劣环境下使用。

可以做成在特殊条件下工作的传感器,如耐高压,高温,耐辐射,全密土封在水下工作。

可靠性非常好,能承受冲击达150g/11ms ,振动频率2KHZ加速度20g。体积小,价格低,性能价格比高。

缺点:由于LVDT传感器工作原理是差动变压器式,通过线圈绕线,对于超大行程来说(超过1米),生产难度大,传感器和拉杆之和长度将达2米以上,使用不方便,且线性度也不高

结构组成

LVDT传感器结构分以下几个部分:外管,内管,线圈,前后端盖,电路板,屏蔽层,出线等部分构成。

外管采用不锈钢制成,内管可采用不锈钢或塑料等。电路板的作用是提供LVDT的初线线圈一个激励信号,通过差动变压器原理,在次级产生的输出信号进入电路板进行信号处理,使输出信号变成标准的可被计算机或PLC使用的电压0-5V或4-20mA输出。

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