发布时间 : 星期日 文章电涡流探头及LVDT更新完毕开始阅读0e84bbb22cc58bd63086bd60
探头、(延伸电缆)、前置器以及被测体构成基本工作系统。前置器中高频振荡电流通过延伸电缆流入探头线圈，在探头头部的线圈中产生交变的磁场。
如果在这一交变磁场的有效范围内没有金属材料靠近，则这一磁场能量会全部损失；当有被测金属体靠近这一磁场，则在此金属表面产生感应电流，电磁学上称之为电涡流。与此同时该电涡流场也产生一个方向与头部线圈方向相反的交变磁场，由于其反作用，使头部线圈高频电流的幅度和相位得到改变（线圈的有效阻抗），这一变化与金属体磁导率、电导率、线圈的几何形状、几何尺寸、电流频率以及头部线圈到金属导体表面的距离等参数有关。
通常假定金属导体材质均匀且性能是线性和各项同性，则线圈和金属导体系统的物理性质可由金属导体的电导率б、磁导率ξ、尺寸因子τ、头部体线圈与金属导体表面的距离D、电流强度I和频率ω参数来描述。
则线圈特征阻抗可用Z=F(τ, ξ, б, D, I, ω)函数来表示。通常我们能做到控制τ, ξ, б, I, ω这几个参数在一定范围内不变，则线圈的特征阻抗Z就成为距离D的单值函数，虽然它整个函数是一非线性的，其函数特征为“S”型曲线，但可以选取它近似为线性的一段。
于此，通过前置器电子线路的处理，将线圈阻抗Z的变化，即头部体线圈与金属导体的距离D的变化转化成电压或电流的变化。输出信号的大小随探头到被测体表面之间的间距而变化，电涡流传感器就是根据这一原理实现对金属物体的位移、振动等参数的测量。
其定时与为初级供电的正弦波同步。在初级与解调器开关间所需相移量取决于 LVDT 指标和 LVDT 与信号调
节器间的导线长度。
正弦波发生器、解调器和放大电路已组合成商品化 IC
，使用这些器件将极大地简化 LVDT
信号调节器的 设计。最常用的有 Philips 出品的 NE5521
和 ADI 公司的 AD598/698 。此外，细间距封装的标准模拟和数字
器件的出现，使电路设计更加简化，并可固定在 LVDT 外壳的内部。
LVDT
具有众多值得称道的优势和特点，应用范围广泛： （ 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。两个例子，精密材料的冲击挠度或振动测试，或纤维或
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重要的。 因此
LVDT 在航空发
动机数字控制系统中，广泛用于对油门杆位置、油针位置、导叶位置、喷口位置等位移进行精确测量与控 制。 （ 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。第一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唯一限制。 （ 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。用在高损益闭环控制系统中， LVDT
是非常出色的电气零位指示器。它还用于复合输出与零位的两个自变量成比例的比率系统。 （ 5
）轴向抑制 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 动的铁芯，例如，可把
LVDT
耦合至波登管的末端测量压力。 （ 6
）坚固耐用 制造 LVDT
所用的材料以及接合这些材料所用的工艺使它成为坚固耐用的传感器。 即使受到工业环境中常 有的强大冲击、巨幅振动， LVDT 也能继续发挥作用。铁芯与线圈彼此分离，在铁芯和线圈内壁间插入非磁
性隔离物，可以把加压的、腐蚀性或碱性液体与线圈组隔离开。这样，线圈组实现气密封，不再需要对运
动构件进行动态密封。对于加压系统内的线圈组，只需使用静态密封即可。 （ 7
）环境适应性 LVDT
是少数几个可以在多种恶劣环境中工作的传感器之一。例如，密封型 LVDT
采用不锈钢外壳，可以 置于腐蚀性液体或气体中。 有时， LVDT 被要求在极端恶劣的环境下工作。 例如，
在类似液氮的低温环境中。 又如，在核反应堆主安全壳内工作的 LVDT ，
工作温度高至