如何選擇合適的LVDT線性位移傳感器

在為特定應用尋找合適的 LVDT 線性位移傳感器時，通常必須解讀大量的產品參數以配置合適的傳感器。

1、測量范圍是什么？

傳感器設計為在特定測量范圍內使用。LVDT 線性位移傳感器的測量范圍在大約 ±0.010 英寸到 ±10 英寸之間。可能會有一些獲準的特殊情況超出了該范圍，但絕大多數都處于該范圍內。

2、應用條件是什么？

了解各種應用條件有利于縮小類型 LVDT 機械接口的選擇范圍。例如，在使用自動化系統對裝配線執行質量測量檢查時，或者不是線性運動以及可能存在某些側向移動的情況下，彈簧裝載式 LVDT 是一個很好的選擇。這些傳感器適合用于裝配操作、機床和生產線檢查以及質量控制和測試實驗室中。

對于線性閥門位置測量，是使用鐵芯分離式 LVDT（見圖 1）。纖芯可自由活動的 LVDT 在操作中不會產生摩擦，成本通常低于纖芯導向型（彈簧裝載式）設備，并提供多種范圍和尺寸。

圖 1：鐵芯分離式 LVDT 中包括一個活動元件，該元件是透磁性材料的獨立管狀電樞，稱為纖芯。其可在線圈的中空孔內沿軸向自由移動，并通過機械方式耦合到需測量位置的物體上。LVDT 的輸出特性隨纖芯的位置不同而變化。

3、是否有空間限制？

有時候，客戶的 LVDT 固定裝置中的空間十分有限。對于空間緊湊的位置，可以考慮安裝尺寸較小的 LVDT，例如 TE Connectivity 小型 3/8" LVDT。

4、需考慮哪些環境因素？

如果傳感器要面臨嚴重的灰塵、污垢問題，或者周圍濕度較高、噴射壓力過大或將安裝在室外，則推薦使用密封式 LVDT 以確保外部介質不會侵入繞組而導致傳感器使用壽命縮短或可靠性降低。在更為溫和的環境或室內實驗室環境中，使用前期投入更低的標準非密封式傳感器即可。

對于包含液壓油的氣缸內應用，“通風式”LVDT 可滿足要求。帶有通風孔的 LVDT 線性位移傳感器可以承受高壓、高溫、劇烈沖擊和振動的多重影響，因為傳感器的線圈配件具有很好的通風條件，可以平衡 LVDT 線性位移傳感器的內外壓力。

當浸沒在水下或者處于高壓或大氣條件下時，LVDT 的特殊結構還能在輕微程度上抵御輻射和操作。例如，當傳感器要與海水直接接觸時，某些類型的不銹鋼不能用于 LVDT 構造中。為了適應海底環境，LVDT 的外殼應采用專用合金制成，以增強對海水的耐化學性。這些超級合金可進一步增強 LVDT 總成的高可靠性，以確保其滿足使用壽命延長的要求，甚至在器件浸沒在深達 15,000 英尺的海水中并承受約 7,500 psi 的外部壓力時，也能正常工作。

合金 400 是一種特殊的鎳基合金，可有效抵御微生物的點蝕和侵襲，從而使傳感器能夠在氧含量豐富的溫暖淺水中正常運行，而不會受到附著在其上的海洋生物的威脅。在深度達到 7,500 ft. 且外部壓力超過 3,500 psi 的海底應用中，鉻鎳鐵合金、鈦和哈氏合金可有效避免腐蝕，因為其中含有較高的鎳、鉻和鉬。

當設計采用合金 625 或 718 來提供抗壓性和耐腐蝕性時，LVDT 總成可連續多年保持可靠運行，即使浸沒在海水中也是如此。雖然這些合金的成本高于不銹鋼，但可以有效防御局部腐蝕以及元件的氧化和還原作用。鈷、鎳和鉻等特殊合金具有礦物絕緣性，可在類似技術不可行的情況下使 LVDT 具有更高的性能。

圖 2：直流供電 LVDT 包括內部信號調節，可消除外部交流勵磁的數量、重量和成本，但會對其工作溫度范圍產生限制。

5、工作溫度是多少？

直流供電 LVDT 的可用溫度不超過 85°C。雖然直流供電 LVDT 可消除傳統外部交流勵磁、解調制和放大設備的數量、重量和成本，但直流供電設備會受到傳感器中所含電子信號調節模塊的材料屬性限制（見圖 2）。

另一方面，交流供電 LVDT 可處理高達 200°C 以上的溫度，在環保控制區域內，有遠程信號調節電子設備在交流供電設備外運行。輸出可顯示在適當的讀出器上并/或輸入到基于計算機的數據采集系統中，以進行統計過程控制。

6、有哪些認證要求？

選擇要在危險操作環境中使用的線性位置傳感器時，傳感器用戶必須充分知曉其應用的預期環境和位置，因為每個國家/地區的監管和安全性要求都有所不同。

在美國通過 UL 等級認證的傳感器并不一定就能在海外使用，尤其在石油和天然氣應用、核電站、海底以及采礦等危險區域中更是如此。在許多國家/地區，傳感器必須遵守特定的國內要求，以確保安全性并防范事故或災難。

以歐洲市場為例，用于潛在爆炸性環境中的傳感器必須通過 ATEX 標準的認證。即使傳感器是設計為在危險條件下使用，也必須依據的 ATEX 標準對設備進行測試和評估。