铁心锥形末端对LVDT静态特性影响的研究

线性可变差动变压器(LVDT)式位移传感器具有可靠性高和非接触测量的优点,常被应用在闭环控制系统中采集位移信号。内部感应磁场分布不均导致传统LVDT线性度差、灵敏度低,必须配合外部调理电路使用。提出将可动铁心的末端设计成具有一定锥度的结构,使用ANSYS Maxwell建立LVDT有限元模型,通过Maxwell Circuit Editor设计LVDT外部激励电路,进行瞬态磁场耦合仿真。仿真结果表明,将铁心末端设计成具有一定锥度的形式确实能够提高LVDT的线性度和灵敏度。较传统LVDT,新型LVDT的线性度提高了1.5倍,灵敏度提高了10mV/mm。搭建实验平台,验证了该方案的可行性。

磁场补偿对LVDT静态特性影响的研究

为改善因内部感应磁场分布不均导致差动变压器式位移传感器(Linear variable differential transformer, LVDT)线性度差、灵敏度低的问题,提出一种磁场补偿法。在LVDT次级线圈远端添加两个关于初级线圈对称的导磁环,同时将可动铁芯的末端设计成具有一定锥度的形式,导磁环和铁芯均为软磁材料。利用有限元方法在Maxwell中建立LVDT模型,模块化后导入Simplorer中,在Simplorer中连接外部激励电路进行瞬态磁场的计算机联合仿真。瞬态分析结果表明:经过磁场补偿,LVDT的线性度和灵敏度得到显著提高,线性度从1.79%提高到0.5%,灵敏度提高了17.9 mV/mm,通过搭建实验平台,验证了方案的可行性。