線性可變差分變壓器（LVDT）已問世多年，一直是絕對位置測量普遍使用的傳(chuan) 感技術。該器件相對簡單、能在寬溫度範圍內(nei) 工作、具有極精細的分辨率、可靠性高、不易損壞、非常適合從(cong) 微米級至幾個(ge) 英寸的線性測量，缺點是當行程超過±3in時就不那麽(me) 經濟實用。

　　基本結構

　　基本LVDT（見圖1）由3個(ge) 中孔的軸向對齊的固定線圈組成，一個(ge) 鐵芯可在孔膛內(nei) 自由移動。在鐵芯和孔膛之間有足夠的間隙，防止相互接觸。中心線圈是變壓器初級，由50Hz~10K Hz恒定頻率交流波形驅動。兩(liang) 側(ce) 次級線圈是反向串聯繞製的，因而它們(men) 的電壓是互相抵消的。

　　圖1 LVDT的基本結構

　　圖2 （A）典型的LVDT具有園柱型外殼和獨立的鐵芯 （B）標準頭結構LVDT具有內(nei) 置鐵芯組合件

　　工作原理

　　當鐵芯位於(yu) 中心時，由於(yu) 變壓作用，每個(ge) 次級繞組感應一個(ge) 幅度相等的電壓，然而次級繞組是按反向串聯繞製的，兩(liang) 個(ge) 電壓相位相反，因此產(chan) 生的輸出電壓在理論上為(wei) 0V，零值的正確位置應是兩(liang) 個(ge) 次級繞組輸出最低值時的位置。當然，零電壓在解調後是沒有意義(yi) 的。當鐵芯移動至零位的一側(ce) 時，線圈上的電壓，一個(ge) 增加，另一個(ge) 減少，在輸出導線上形成一個(ge) 穩定的增長電壓，這個(ge) 交流電壓經整流或解調後產(chan) 生一個(ge) 直流輸出電壓，其幅度隨鐵芯離零位的距離而增加，而極性（正或負）表示行進的方向。例如，LVDT的量程為(wei) ±1.000in，解調後能提供±1.000V直流輸出信號。那未，輸出將從(cong) 正滿量程1.000in的+1V 線性地變化，降至零位的0V，然後當到達負滿量程時繼續下降至-1.000V。

　　由於(yu) 鐵芯是電感性耦合至線圈的，運動的鐵心和靜止的部件（線圈、外殼）之間不存在任何機械接觸，因而LVDT是一種非接觸式位置傳(chuan) 感器，這表明，它可用於(yu) 不斷地運動著的應用，不必擔心它是否會(hui) 磨損。當然，要是用機械裝配來對齊線圈組件，那末總會(hui) 有一些磨損，使用壽 應根據具體(ti) 裝配方法來評估（圖2）。

　　LVDT還是一種絕對位置傳(chuan) 感器，它提供相對於(yu) 一個(ge) 固定基準的距離讀數，而不是相對於(yu) 前一個(ge) 位置的讀數。這在高噪聲工業(ye) 環境中是十分重要的，當外部原因破壞測量數據時仍能保證正確的信號。

　　表1 各種技術的比較

　　圖2（B）的LVDT稱為(wei) 標準頭結構。它有一個(ge) 安裝螺紋，一個(ge) 裝有彈簧或空氣壓縮返回裝置的線圈架以及線性支承，用於(yu) 線圈對齊。標準頭結構具有便於(yu) 安裝和對齊的優(you) 點。既使機械元件最終會(hui) 部分磨損，亦不影響傳(chuan) 感器的精度。

　　LVDT鐵芯是由相對高導磁率配方的鐵鋁合金製作的，並經熱處理來確保沿長度的均勻導磁率。鐵芯帶有供安裝用的內(nei) 螺紋。為(wei) 了獲得均勻的導磁率，熱處理應在鐵芯切割成所需的長度並車上螺紋後進行。在鐵芯和被測體(ti) 之間連接有鐵芯延長棒，延長棒用低導磁率材料製作，此如塑料、鋁、黃銅、不鏽鋼等。