阀之位置传感器LVDT

我们知道一些高性能阀在阀芯上加装了位置传感器，这样做直接带来两个好处，

提高了阀芯位置即阀开口的控制精度和重复性；

提高了动态特性，原因是增加了反馈之后就可以把开环增益提升到一个更高的程度。这就好比赛跑终点再往前有个大坑有反馈就可以提前知道终点在哪里，无论你前面怎么拼命跑（增益如何大）都可以在最后避开它；而没有反馈则会有所顾忌而不敢用尽全力，相当于增益低 速度自然就慢。

阀用位置传感器主要有两种：

霍尔型传感型 一般常于在行走机械用阀上，成本相对较低

线性可变差动变压器型(LVDT) 主要在工业类上的各种比例阀和伺服阀上几乎都是使用这种。

虽结构原理不同但都是非接触型的

此处我们主要介绍应用最广泛的差动变压器型位置传感器（LVDT）

LVDT传感器主要优点，

非接触测量,没摩擦,使用寿命长, 可靠性好

抗机械冲击震动, 热冲击性能好，鲁棒性好

过行程无需担心损坏产品

绝对位置输出，理论上具有无限分辨率

温度范围广，适用环境广

频响高，重复性好，零点稳定度也很高

线性可变差动变压器型(LVDT) 的工作原理十分简单

其结构是由绕在与阀芯或电磁铁推杆相连的软磁铁心上的一个初级线圈和两个次级线圈组成，

     如果对初级线圈施加一定频率的正余弦AC电压两个次级线圈也会产生与初级线圈相同频率的正余弦感应信号，且若如图对称布置和连接，则当感应铁心居中时，每个线圈中的感应电压将抵消而净输出为0，随着铁心离开0中心移动，一个次级线圈中的感应电压提高而另一个次级线圈中降低，于是这就产生一个净输出电压其幅值与铁心运动位移成正比，而相位移则指示运动方向。

有些LVDT 还提供内置的解调电路 即所谓的直流DC-LVDT。其内置电路主要有如下相关功能

一个正余弦信号产生电路提供初级线圈所需的励磁信号；

一个解调器将两个次级线圈信号解调成一个与铁心运动成比例且极性取决于方向的直流信号；

而没有内置的LVDT 称之为交流AC-LVDT,

我们知道一个闭环系统突然没有反馈是很可怕的，因而AC型除了在阀放大器上集成上述功能外还必须将三个线圈接入模拟开关电路与上级电路实现断线保护功能。而直流型虽也有断线保护却与AC型完全不是一回事，

因直流型解调器电路集成在LVDT内部 接线距离比较短且可以结构上做很好的封装防护相对也就相对比较可靠。直接输出直流可用信号，因而其价格也比较高。

原文始发于微信公众号（阀控系统）：阀之位置传感器LVDT

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