線性位移傳感器本質(zhì)上是一個微型變壓器，帶有一個初級繞組、兩個對稱纏繞的次級繞組和一個在精密軸承導(dǎo)軌中沿其線性軸自由移動的電樞鐵芯。推桿將受監(jiān)控的部件連接到電樞鐵芯，以便部件的位移導(dǎo)致鐵芯偏心。

　　一個典型的LVDT傳感器具有三個圍繞管首尾相連的電磁線圈。初級線圈在中心，次級線圈在頂部和底部。位置測量對象附著在圓柱形鐵芯上并沿管軸滑動。交流電驅(qū)動初級線圈，在兩個次級線圈中感應(yīng)出與所連接鐵芯長度成正比的電壓。頻率范圍通常為1至10 kHz。

　　磁芯的運動觸發(fā)初級線圈連接到兩個次級線圈，從而改變感應(yīng)電壓。頂部和底部次級輸出電壓之間的差異是校準(zhǔn)零相位的偏移。使用同步檢測器讀取與位移相關(guān)的帶符號輸出電壓。LVDT線性傳感器最長可達(dá)幾英寸，用作可重復(fù)和可再現(xiàn)的絕對位置傳感器。其他動作或移動不會改變測量精度。LVDT的可靠性也非常高，因為滑芯不接觸管子內(nèi)部，傳感器處于完全密封的環(huán)境中。

　　LVDT是一種交流設(shè)備，這意味著電子設(shè)備需要將其輸出轉(zhuǎn)換為有用的直流信號。有兩個混合模塊是LVDT信號處理的基礎(chǔ)；一個振蕩器和一個解調(diào)器。

　　該振蕩器旨在為驅(qū)動換能器提供穩(wěn)定的正弦波，為解調(diào)器提供方波參考。解調(diào)器旨在放大傳感器的輸出，并將其轉(zhuǎn)換為與位移成正比的高精度直流電壓。

　　要操作線性換能器，必須使用正弦波來驅(qū)動初級。次級輸出由正弦波組成，位置信息包含在幅度和相位中。行程中心的輸出為零，并在行程的任一端上升到最大幅度。輸出在行程的一端與主驅(qū)動同相，而在另一端與主驅(qū)動異相。

　　在高質(zhì)量的線性位移傳感器中，位置和相位/幅度之間的關(guān)系是線性的。振蕩器和解調(diào)器可以輕松地在位置和相位/幅度之間切換。

　　振蕩器描述

　　振蕩器的作用是提供精確的正弦波電壓來驅(qū)動換能器，保持幅度和頻率的穩(wěn)定性。它還提供方波相位參考供內(nèi)部使用并在解調(diào)器中設(shè)置為零。振蕩器的工作原理如下。驅(qū)動換能器的正弦波由內(nèi)部高穩(wěn)定性維恩電橋振蕩器產(chǎn)生。振蕩器的頻率通過連接引腳或添加外部電阻來設(shè)置。然后正弦波通過功率放大器以提供足夠的電流來驅(qū)動大多數(shù)傳感器(50mA)，而無需外部緩沖器。功放內(nèi)有保護(hù)電路，因為在大多數(shù)傳感器工作的環(huán)境中可能會發(fā)生短路。

　　正弦波輸出到換能器并在內(nèi)部用于為相位參考解調(diào)器生成方波。振蕩器輸出由遠(yuǎn)程感應(yīng)輸入監(jiān)控，允許傳感器引線中的電壓下降。該輸入由方波采樣，并與幅度調(diào)節(jié)器中的參考輸入進(jìn)行比較，以將振蕩器電壓保持在固定電平。參考輸入取自參考輸出或比例輸出。使振蕩器電壓固定或與電源電壓成正比。

　　解調(diào)器說明

　　解調(diào)器的作用是獲得換能器的交流輸出，并將其轉(zhuǎn)換成與位移、負(fù)載等成正比的有用直流電壓。它還包含電路可以調(diào)整增益和零位以適應(yīng)各種換能器。

　　解調(diào)器的工作原理如下。傳感器的輸出被送到粗增益選擇電路，然后被放大。如果使用x10選項，放大器可以具有25或250的增益。額外的增益允許與低輸出傳感器（如應(yīng)變計）一起工作。

　　以交流信號為主放大，意味著電路的漂移減小。然后將高電平交流信號傳遞到相位同步解調(diào)器，該解調(diào)器使用來自振蕩器的方波將其轉(zhuǎn)換為帶有一些疊加交流電源的直流電壓。然后通過低通濾波器去除大部分交流分量，留下穩(wěn)定的直流電壓和輕微的紋波。低通濾波器包括用于設(shè)置粗調(diào)零、微調(diào)和細(xì)增益的電路，并且還具有連接以便可以改變?yōu)V波器特性。