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LVDT位移传感器 (3)

LVDT 是差动变压器,内部只有一个可动铁芯、没有滑动触点,所以分辨率能做到亚微米、寿命几乎不受往复次数限制。行程不大但要求极高重复性的测量,最后往往落到它身上。

典型场景检具与量具试验机变形测量阀门位置轴径跳动精密平台
SELECTION

选型要点

这一栏的传感器最容易装错的地方,按重要性排。

01

先定量程,再定回弹还是分体

回弹式的测头自带弹簧,靠测头压住工件读数,适合检具、厚度、跳动这类点接触测量;分体式把电子仓移出测量区,适合高温、狭窄或需要把电缆引到柜内的场合。量程 5~100mm 两者都有,量程超过 100mm 基本只能选分体。

02

铁芯连杆必须是非磁性材料

这是 LVDT 最容易装错的地方:分体式的铁芯要用 304/316 无磁不锈钢连杆连接,定位夹具也要用非导磁材料。一旦用普通碳钢连杆,磁路被旁路,输出直接失真甚至没有信号——不是传感器坏了,是安装件把磁路短路了。

03

交流型还是直流型,看后端有没有解调

后端是 PLC、采集模块或工控机,选直流型,内置解调、直接出标准信号;后端本来就有 LVDT 信号调理卡(如试验机控制器),选交流型,把解调交给专业卡做,线性度和动态响应更好。不要两头都解调。

04

分辨率别看错成精度

样本上写的「分辨率 ≤0.1μm」是能分辨的最小变化量,不等于测量准确度。实际准确度看线性误差(标准款 ±0.25%、±0.5%,精密级 0.1%)和重复误差。选型时按准确度要求定档,别拿分辨率当精度用。

COMPARE

型号对比

同一栏目内的关键参数横向对照,数据取自各型号参数表;空白或「—」表示该型号参数表未列此项。

型号位移量程外径输出信号线性误差分辨率
FER20直流LVDT位移传感器(回弹式/分体式)回弹式 5/10/15/25/50/75/100 mm;分体式 2.5/10/15/25/50/100/250/500 mm(特殊可定制)Φ20 mm,304 不锈钢外壳三线制 0-5V(12-24VDC)/ 0-10V(12-24VDC);二线制 4-20mA(12-24VDC);RS485(12-24VDC)标准款 ±0.25%、±0.5%;精密级 0.1%<0.1 μm(最高),数字输出 16 bit
FER8笔式LVDT位移传感器5 mm / 10 mm(可选)Φ8 mm(笔形结构)交流信号;或配变送器输出 0-5V / 0-10V / 4-20mA / RS485(直流 9~28VDC 供电)模拟输出 ±0.25%;数字输出 0.25%、0.1%(可选)≤0.1 μm(数字式输出 16 bit)
微型笔式位移传感器—φ8mm0-5V / 4-20mA / LVDT 交流输出——

参数为常规规格,具体以对应型号页面与出厂样本为准;表格可左右滑动查看。

OVERVIEW

这个栏目怎么用

本栏 3 个系列按结构分工:FER20 有回弹式和分体式两种,外径 Φ20、304 不锈钢外壳,量程从 2.5mm 一直到 500mm,回弹式适合测头直接顶工件,分体式把电子仓和测杆分开、适合空间分裂的场合;FER8 是 Φ8 的笔式结构,量程只有 5mm 和 10mm,重复误差最高可达 1μm,用于检具、量具这类小行程高精度测量;另有一款微型笔式结构,走的是更小的安装尺寸。

输出上分两条路:交流型直接输出与激励同频的交流信号,需要外配变送器或采集卡解调;直流型内置振荡与解调电路,9~28V 单电源供电,直接给 0-5V、0-10V、4-20mA 或 RS485。现场接 PLC 基本都选直流型,省掉一路解调环节,也少一个出错的地方。

选型专文

LVDT 位移传感器怎么选型?量程、外径、输出三件事定下来就够

量程、外径、输出三件事定下来就能收敛,附交流与直流、回弹与分体的判断方法。

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FAQ

常见问题

选型与现场安装里问得最多的几个问题。

LVDT 输出是交流还是直流?

两种都有,取决于型号。交流型的输出是与激励同频的交流信号,幅值随铁芯位置变化,必须配变送器或解调卡才能读;直流型内置了振荡器和解调电路,直接输出 0-5V、0-10V、4-20mA 或 RS485。采购前先确认后端接口,别买了交流型却发现柜里只有模拟量输入模块。

为什么一定要用非磁性连杆?

LVDT 靠铁芯改变线圈间的磁耦合来测量,磁路是设计的核心。用碳钢连杆或导磁夹具,等于在磁路上并了一条短路,输出会明显偏小、线性变差。规范做法是连杆用 304/316 无磁不锈钢,夹具用铝、黄铜或工程塑料。

笔式 LVDT 为什么量程只有 5mm、10mm?

Φ8 的笔形结构里要同时放线圈、铁芯和精密导轨,尺寸限制了行程。这个结构的价值在于小体积下的微米级重复性,不是大量程。行程超过 25mm 又要高精度,应该看分体式 LVDT 或磁致伸缩,而不是硬找笔式的长行程版本。

LVDT 能替代气动量仪吗?

在很多检具场合可以。气动量仪需要气源、喷嘴和一套气路,LVDT 只要供电和一根信号线,重复性同样能做到微米级,维护更简单。但气动测量是非接触的,测软材质、薄壁件或表面不允许碰伤的工件,气动量仪仍有优势。

回弹式和分体式怎么区分?

回弹式的测杆由内部弹簧推出,测头始终压向工件,安装时把本体固定、让测头贴住被测面即可;分体式的测杆和电子仓是分开的,铁芯由外部机构带动,本体只负责感应。前者装起来简单,后者适合把电子部分挪到远离高温、油污的位置。