LVDT 位移传感器怎么选型?量程、外径、输出三件事定下来就够

LVDT 的选型比拉绳、直线那一类简单,因为它能干的活很集中:小行程、高精度、要微米级重复性。方向对上了,剩下就是量程、外径、输出三个参数。方易电气现有 3 款 LVDT 在售,按这三项对照着看就够了。
一、先做减法:LVDT 不是通用方案
LVDT 的结构决定了它的适用边界。它的长处在小行程高精度,短板在行程做不长、对安装同轴度要求高。
适合它的场合:
- 检具、量规类尺寸检测
- 汽车零部件、精密结构件的尺寸测量
- 试验机的小行程变形与位移测量
- 需要亚微米级分辨率的小位移场合
不适合它的场合:长行程(几百毫米以上)、要求低成本大批量、液压缸内置安装、强振动强冲击的现场。
判断标准很直接:行程在几十毫米以内、又要微米级重复性,才轮到 LVDT 出场。 行程上到几百毫米,成本会明显高于直线位移传感器,而那点精度你也用不上。
二、量程分布:2.5mm 到 500mm
三款产品的量程是这样分的。
- FER20 直流 LVDT:回弹式量程 5~100mm,分体式量程 2.5~500mm,外径 Φ20mm,不锈钢外壳
- FER8 笔式 LVDT:量程 5mm / 10mm 两档,外径 Φ8mm
- 微型笔式位移传感器:有效行程 0-2mm / 0-5mm / 0-8mm,精度 1μm / 5μm / 10μm
回弹式比分体式省事:测头靠内置弹簧顶住被测件,不用和被测件刚性连接。分体式把铁芯和线圈分开,行程做得更长,但安装时要保证同轴度。这两种结构的差别,站内另有专文讲,这里只讲选型的取舍:行程 100mm 以内优先考虑回弹式,超过 100mm 只能走分体式。
三、外径是很容易被忽略的硬指标
Φ8mm 和 Φ20mm 差的不只是尺寸。
Φ8mm 的笔式结构能伸进夹具、小孔、狭缝里测量,检具上常见;代价是量程只有 5mm 到 10mm。Φ20mm 的通用型能覆盖到 500mm,但装不进狭小空间。
选型的动作顺序是:先量安装空间,再定量程。 反过来做,经常出现「参数全都合适,就是塞不进去」。
四、输出:要不要外配变送器,这一步决定整套成本
三款的输出方式不一样,这里容易算错账。
FER20 是直流型,内置信号解调器,可以直接输出三线制 0-5V(12-24VDC)、0-10V(12-24VDC)、二线制 4-20mA(12-24VDC)或 RS485。
FER8 笔式是交流输出,要配变送器才能出 0-5V / 0-10V / 4-20mA / RS485(直流 9~28VDC 供电)。
微型笔式的输出为 0-5V / 4-20mA,也可以直接出 LVDT 交流信号(直流型供电 9-30VDC)。
差别在系统成本上:交流输出的方案多一个变送器,就多一个安装位置、多一层误差、多一个故障点。 通道数多、柜内空间又紧张的场合,选内置解调器的直流型更划算。这一点在做报价对比时要把变送器算进去,否则比出来的价格没有可比性。
五、精度与环境的两条硬限制
分辨率这条线很有特点:FER20 与 FER8 的分辨率标注为小于 0.1μm(最高),数字输出为 16 bit;微型笔式的精度为 1μm / 5μm / 10μm。要注意分辨率和精度是两件事,分辨率是能分辨出的最小变化,精度是测得准不准,选型时要的是后者。
工作温度是 LVDT 相对窄的一项:FER20 与 FER8 都是 -25℃ ~ +85℃。装在高温设备附近、或者箱体内温度较高的场合,这一条要按最不利工况核算,不要按环境温度想当然。
六、方易电气在 LVDT 这条线上的情况
方易电气的 LVDT 位移传感器是自有产品线,3 款在售,覆盖笔式(Φ8mm)、回弹式(5~100mm)与分体式(2.5~500mm)三种结构,输出覆盖交流原生信号与 0-5V / 0-10V / 4-20mA / RS485。
配套上,需要信号标准化或现场显示时,有 MUK、MUW、SC/DC、GC 系列 A/D 数模转换器与智能显示控制仪表。公司主体为上海方易电气有限公司,制造基地苏州方易电气有限公司位于苏州太仓,制造环节按 ISO9001 质量管理体系执行,提供选型支持与非标定制。
以上参数均取自官方公开参数表,具体型号以参数表与实物标注为准。
能塞进夹具的那一支,才谈得上精度。
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