申思测控：LVDT位移传感器零残电压产生的原因

       LVDT位移传感器是用于微位移精密测量的高精度位移传感器。为提高传感器的测量精度与产品性能，需要从软、硬件方面综合考虑，改善位移传感器的输出特性。

LVDT位移传感器采用差动变压器式结构，两个次级线圈采用反向串联的方式连接，输出与铁芯位移量存在一定线性关系的电压值。当在初级线圈绕组加上适当的激励电压，移动铁芯位置会在两个次级线圈绕组中相应地产生感应电动势。

如果能保证变压器结构完全对称，那么在可动铁芯滑动到平衡位置（就是两个次级线圈绕组的几何中间位置）时，会使初级线圈绕组与两个次级线圈绕组分别作用产生的两个互感系数和在数值上相等，次级线圈感应电动势在数值上相等。

由于变压器两个次级线圈绕组采用反向串联的连接方式，差动变压器的输出电压为零，这就是LVDT位移传感器的零位电压。但是，在目前加工工艺条件下，无法保证变压器结构完全对称。因此，LVDT位移传感器必然存在零残电压的缺陷。

LVDT位移传感器产生零残电压的主要原因有：

由于两个次级绕组线圈的几何尺寸和电气参数不对称，气隙不均匀，致使产生的感应电动势幅值不相等，相位不同。

由于磁性材料的磁化曲线具有非线性，磁路也具有不对称性（这也是LVDT位移传感器可能输出高次谐波的主要原因）。

零残电压对LVDT位移传感器的影响主要有：

传感器输出特性在零点位置附近不灵敏，限制了位移传感器分辨率的提高；

如果传感器零残电压太大，会大幅影响位移传感器的线性精度，也会使传感器的灵敏度大幅下降。

为了减小LVDT位移传感器的零残电压，线圈绕制过程中药尽量保证初级线圈与次级线圈结构的均匀与对称；次级线圈磁路的对称；铁芯选材应确保材质均匀，经热处理改善型材的机械性能和磁性；设计有效的电路补偿。补偿电路形式很多，常见的有：电阻串联，电阻并联，电容并联，外加反馈绕组或反馈电容等，是一种简单有效的方法。

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