短行程高精度位移测量怎么选？LVDT、电感式测头和光栅尺的分工

行程在 10mm 上下、精度要到微米级的时候，LVDT、电感式测头、光栅尺都能用，价格差好几倍。选错的代价不只是多花钱，而是量程或者安装条件对不上，装上去读不到数。判断顺序是：先看被测的是工件还是设备轴，再看行程和安装环境。

一、三者的量程和精度放在一起看

• LVDT：FER20 回弹式 5~100mm、分体式 2.5~500mm，外径 Φ20；FER8 笔式 5mm / 10mm，外径 Φ8；微型笔式 0-2 / 0-5 / 0-8mm，精度 1 / 5 / 10μm
• 电感式测头：FCD12，量程 0-4mm / 0-10mm，重复精度 3μm，分辨率 1μm，IP67，寿命 ≥5000 万次
• 光栅尺：增量式分辨率 0.1~5μm，栅距 20 / 40μm，长度到 3m；绝对式精度 ±5 μm/m，BiSS C 协议下分辨率可到 1nm，长度到 25m

光栅尺的分辨率优势最大，但它对安装条件的要求也最苛刻。指标表上的数字，要配上使用条件才有意义。

二、被测的是工件，还是设备本身的轴

这是第一个岔路口。

测工件（尺寸、厚度、跳动、平面度），一般是抽检或者在线检测，传感器要能移动、要能顶住工件表面，这种场景交给接触式测头：

• 行程 10mm 以内、要频繁点测：FCD12，接触力 0.6~1.2N，球型头或 M2.5 螺纹头
• 行程几十毫米、要伸进工件内部：LVDT 回弹式，FER20 从 5mm 到 100mm
• 需要极小测头：FER8 笔式，外径只有 Φ8

测设备轴（机床坐标、液压缸位置、转台角度），传感器固定在设备上长期工作，这种场景更适合光栅尺或者 LVDT 分体式。

三、行程和安装空间的分工

• 10mm 以内：电感式测头最紧凑，FCD12 可以直接装进夹具里
• 10mm 到 100mm：LVDT 回弹式，FER20 这一档量程最全
• 100mm 到 500mm：LVDT 分体式，电子仓和测杆分开，能把电路部分挪到不碍事的位置
• 需要亚微米分辨率的长导轨：光栅尺，但长度超过 3m 要走绝对式系列，读数头安装平行度要求很严

分体式 LVDT 有一条必须记住的规矩：铁芯要用非磁性连杆连接。现场用普通碳钢做连杆，读数会直接漂，因为铁芯被磁化了。连杆用 304 或 316 无磁不锈钢，固定夹具也要非导磁材料。

四、环境条件往往是一票否决

• 油污、切削液：光栅尺要选防护到位的型号，增量式读数头 IP54，绝对式 IP64；LVDT 的电子电路密封在不锈钢管内，防潮防尘
• 高真空：真空型光栅尺有专门系列，普通款不能用
• 水冲、粉尘：FCD12 是 IP67，耐压 25bar，这类环境里比光栅尺省心
• 强振动：FCD12 标了 50g / 11ms 冲击和 15Hz 起的振动条件，接触式测头整体的抗振表现还要看测头的固定方式

五、几个现场常见的错

• 笔式 LVDT 行程留太大：FER8 只有 5mm 和 10mm 两档，被测体一退回来测杆就撞到底，反复几次精度就掉了。留 10% 余量够用
• 接触式测头测软材料：铝、塑料这类工件，0.6~1.2N 的接触力会在表面压出痕迹，测量力要提前核
• 光栅尺读数头装歪：平行度和间隙是硬要求，按现场经验值，偏差到零点几毫米就可能丢信号，装完要用示波器或者指示器确认信号
• 增量式光栅尺断电丢位置：开机会位要重新回零，需要开机即知位置的场合，直接选绝对式

六、什么时候该往上或者往下走

• 行程超过 500mm 又要高精度：LVDT 到头了，往磁致伸缩上看
• 只要一个到位信号：接近开关就够，不用上测头
• 预算敏感、微米级精度就够：电感式测头比光栅尺便宜一个量级
• 要在爆炸性环境里用：LVDT、电感式测头、光栅尺这几条线目前没有防爆款，这类工况要看防爆线里的防爆电子尺，量程到 500mm

七、方易电气在这几条线上的情况

方易电气的 LVDT 位移传感器 3 款在售，FER20、FER8 和微型笔式，外径从 Φ8 到 Φ20，量程 2.5mm 到 500mm。电感式传感器是 FCD12 一款，量程 0-4mm 和 0-10mm。光栅尺 6 款，含直线光栅尺、圆光栅、真空系列和读数头，增量式与绝对式都有。

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。

先问被测的是工件还是设备轴，再看行程落在哪一档，这两个答案基本就把方案定下来了。

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THE系列：非接触测量、高精度、长寿命，输出数字或模拟信号，适用于液压缸、注塑机等严苛工况的位置反馈。广泛应用于液压缸活塞定位、注塑机合模控制、木工机械、轨道交通、冶金与风电等需要对运动部件进行高精度位置反馈的自动化系统。

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