LVDT 位移传感器：组成结构与工作原理

LVDT 位移传感器：组成结构与工作原理

LVDT 位移传感器（Linear Variable Differential Transformer，线性差动变压器）是一种高可靠性的电感式位移测量装置，广泛用于精密直线位移检测。深圳市信为科技发展有限公司（Soway）基于成熟的电磁感应原理设计并制造 LVDT 位移传感器，确保测量过程稳定、可重复且非接触式。LVDT 位移传感器的核心组成

LVDT 位移传感器的结构简洁而高效，主要由以下三个基本部分构成：

1. 一次线圈（Primary Coil）
位于传感器主体中心，由外部交流激励信号供电。

2. 两个二次线圈（Secondary Coils）
对称分布在一次线圈两侧，并以反向串联方式连接。

3. 可移动铁芯（Movable Ferromagnetic Core）
软磁材料制成，在绕组内部自由轴向移动，与被测位移同步，无任何机械接触。

信为的 LVDT 位移传感器设计消除了测量元件之间的机械摩擦，从而实现超长使用寿命和一致稳定的信号输出。

LVDT 位移传感器的工作机理

LVDT 位移传感器的工作原理基于电磁感应与差动电压输出。交流激励与磁通产生

当一次线圈通入交流电时，会在传感器轴向方向产生交变磁通。二次线圈感应电压

交变磁通在两个二次线圈中分别感应出交流电压，其幅值取决于一次线圈与各二次线圈之间的磁耦合程度。铁芯位置影响

随着铁芯在绕组内部移动，磁耦合关系发生变化：

当铁芯处于中心（零位）时，两个二次线圈的感应电压相等，差动输出为零；

当铁芯向某一侧二次线圈移动时，该侧线圈的感应电压增大，而另一侧减小。差动输出信号

传感器的输出信号为两个二次线圈电压之差。该差动电压与铁芯位移成正比，同时反映位移的大小和方向。

信为的 LVDT 位移传感器通过高精度内部信号调理电路，将差动交流信号转换为稳定、可用的输出信号。

测量特性

由于 LVDT 位移传感器在工作过程中铁芯与线圈之间无物理接触，其测量特性表现为：

在额定量程内具有高度线性

无机械磨损

抗振动、抗环境干扰能力强

长期运行稳定性高

深圳市信为科技发展有限公司通过优化线圈几何结构与磁路设计，确保铁芯位置与二次线圈感应电压之间保持准确、稳定的对应关系。

温度对 LVDT 位移传感器输出的影响

温度变化是影响 LVDT 位移传感器（线性差动变压器）性能的重要因素之一。深圳市信为科技发展有限公司在 LVDT 产品设计中充分考虑了温度变化对电磁特性的影响，确保传感器在规定温度范围内输出稳定可靠。

根据信为产品技术规格，标准 LVDT 位移传感器可在 −25 ℃ ～ +85 ℃ 的温度范围内可靠工作，并对灵敏度和零位输出的温度系数进行了有效控制。

温度与 LVDT 输出之间的关系

LVDT 位移传感器基于交流激励与电磁感应原理工作。温度变化会影响其电气和磁性特性，从而对输出信号产生影响，主要表现为灵敏度漂移和零点漂移。灵敏度漂移（Sensitivity Drift）

灵敏度漂移是指单位位移对应的输出电压随温度变化而发生改变。

温度变化可能影响以下因素：

一次线圈和二次线圈的电阻值

铁芯材料的磁导率

线圈与铁芯之间的电磁耦合效率

在工作温度范围内，这些变化可能引起单位位移输出电压的轻微变化。信为通过优化线圈设计、稳定激励控制及高精度信号调理，有效降低灵敏度漂移，确保测量一致性。

零点漂移（Zero Drift）

零点漂移是指铁芯位于中心（零位）时，输出信号随温度变化而发生偏移。

温度变化可能导致：

两个二次线圈电阻变化不完全一致

磁耦合出现微小不平衡

内部电子电路的零点偏移

这些因素可能在无位移状态下产生微小输出偏置。信为采用对称线圈结构和温度稳定型电子元件，有效抑制零点漂移，保证输出精度。

温度稳定性设计要点

为确保温度变化条件下的输出稳定性，深圳市信为科技发展有限公司在 LVDT 位移传感器设计中采用以下措施：

低温度系数的线圈材料

磁导率稳定的铁芯材料

带温度补偿的高精度信号调理电路

降低热应力影响的机械结构设计

通过上述设计，确保铁芯位置与输出电压之间的关系在整个工作温度范围内保持准确。