LVDT 傳感器（Linear Variable Differential Transformer）：差動變壓器式直線位移傳感器，可用于液位高度測量，發(fā)動機、燃?xì)廨啓C計量活門開度測量，與壓力應(yīng)變片配合做壓力傳感器等。LVDT傳感器是液壓控制系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的傳感器。

RVDT傳感器（Rotary Variable Differential Transformer）：差動變壓器式角位移傳感器，通常用于采集駕駛桿、駕駛盤、方向舵腳蹬等位移信號及顯示舵面位置信號（如方向舵、升降舵、副翼、襟縫翼、擾流板等）并轉(zhuǎn)換成角度值進行顯示。

LVDT、RVDT傳感器推薦使用在需要高可靠性，耐受惡劣環(huán)境的場合。

LVDT、RVDT傳感器原理簡介

LVDT傳感器主要由鐵芯、骨架、激磁繞組、輸出繞組、連桿、擋板、外殼等這幾部分組成。骨架的上面分布著激磁繞組和輸出線圈，桿狀鐵芯位于線圈的內(nèi)部且可以進行自由移動。在鐵芯的位置移動到中間時，這兩個輸出線圈會生成相同的感應(yīng)電動勢，這就使得輸出電壓等于零；在鐵芯的位置偏離中點但仍然在線圈的內(nèi)部移動時，兩個輸出線圈生成不相等的感應(yīng)電動勢，輸出電壓不為零，位移量的多少決定著輸出電壓的大小。

圖1：LVDT傳感器結(jié)構(gòu)圖

RVDT傳感器實際上也是鐵芯可動變壓器，由一個初級線圈、兩個次級線圈、鐵芯、線圈骨架、外殼等部分組成。當(dāng)鐵芯處于線圈骨架的中間位置時，兩個次級線圈輸出的電動勢V1和V2相等，輸出電壓為零。當(dāng)鐵芯偏離中間位置時，兩個次級線圈的電動勢V1和V2不相等，輸出一定的電壓。

下圖左是經(jīng)典4極RVDT的結(jié)構(gòu)圖，圖右是三相6/4結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻電機的示意圖。從對比中可以看出，RVDT的結(jié)構(gòu)上與開關(guān)磁阻電機有類比之處，結(jié)構(gòu)設(shè)計上可以借鑒。

圖2：經(jīng)典4極RVDT結(jié)構(gòu)圖與三相6/4結(jié)構(gòu)開關(guān)磁阻電機示意圖

不考慮線圈寄生電容及鐵芯產(chǎn)生的損耗，LVDT、RVDT等效原理圖都可以如下：

圖3：LVDT、RVDT等效原理圖

在一次線圈受到恰當(dāng)頻率的電壓激勵的時候，按照變壓器的工作原理，兩個二次線圈中便會有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生。假設(shè)在工藝上確定變壓器的結(jié)構(gòu)是完全對稱的，那么在鐵芯位于初始平衡位置的時候，兩個二次線圈的互感系數(shù)能夠相等即此時差動變壓器的輸出電壓等于零。當(dāng)鐵芯位置移動時，兩個輸出線圈采用反向串聯(lián)時的輸出電壓與鐵芯位移成線性關(guān)系。

LVDT、RVDT的傳感器本體與外接解調(diào)電路，解調(diào)電路分為相敏解調(diào)電路和無相移解調(diào)電路。一般目前以無相移解調(diào)電路為主。

LVDT、RVDT傳感器的應(yīng)用優(yōu)勢

01.環(huán)境適應(yīng)性強，堅固耐用

LVDT、RVDT傳感器為非接觸式位移傳感器，線圈和鐵芯之間沒有摩擦接觸，不會產(chǎn)生任何磨損。不考慮電平轉(zhuǎn)換和調(diào)理模塊，傳感器本體均為機械結(jié)構(gòu)，具有極高的可靠性。某型RVDT傳感器應(yīng)用于飛機機載環(huán)境（單機裝24臺），從試飛起，在近三年時間內(nèi)，共隨6架飛機累計飛行4478起落/1153h46min，未有一臺從外場返回。

02.零位穩(wěn)定，精度高

初級、次級線圈電氣隔離，精度幾乎不受負(fù)載、共模電壓或輸入諧波及噪聲影響。

03.抗沖擊能力強，耐振極限高

LVDT、RVDT傳感器可安裝在航空發(fā)動機上，耐受沖擊和振動考核。

04.動態(tài)性能好

理論上有無限分辨率。動態(tài)性能好，可用于高速在線檢測。

下表給出了幾種位移傳感器優(yōu)缺點對比圖，大家也可以仔細(xì)閱讀一下。