基于ADμC845的LVDT位移传感器非线性补偿
基于ADuC845的应变数据采集系统设计
基于ADuC845的应变数据采集系统设计摘要：本文结合传感技术和计算机技术，设计了一套基于aduc845微控制器的应变测试系统，系统由桥式电路、滤波放大电路、继电器控制电路、通讯电路等部分构成，下位机由数据采集、分析处理、通讯等软模块组成，上位机由delphi平台开发，并实现了上位机对应变数据的采集分析。
通过实验测试，各设计指标达到预期目标，系统性能稳定、可靠，具有较好的应用前景。
关键词：应变测试数据采集 aduc845 delphi中图分类号：tp274.2 文献标识码：a 文章编号：1007-9416（2013）01-0125-021 引言在材料、航空航天、机械等重要工程领域中为了提高工程结构的安全性和可靠性，需要通过实验应力分析来检验材料的质量。
在实际应用中，实验应力分析的方法很多，其中以电测法中的电阻应变测试方法应用最为广泛。
应变测试仪在测量过程中有数据采集点多、数据采集量大的特点，同时又要求测试仪能动态实时地反映应变数据。
由于测量过程中人工干预等因素，使传统的应变测试仪无法完成大量数据的实时采集和分析汇总。
为此，本文设计了一套基于aduc845微控制器的应变测试系统，以解决传统应变测试仪测量精度较低、校准不便、数据处理功能差等问题。
2 硬件设计本文研究开发的应变数据采集系统采用aduc845单片机为主控制器，能完成工业现场的应变数据采集和分析，应力数据采集系统硬件部分由自带a/d转换器的单片机系统、数据采集电路、继电器控制电路、通讯电路等构成，如图1所示。
本文选择aduc845型单片机作为下位机处理器。
aduc845是adi 公司新推出的嵌有单指令周期8052闪存mcu，自带两路24位δ-∑a/d、双12位d/a以及两个灵活脉宽调制输出的高性能24位数据采集与处理系统芯片。
该芯片的数据处理速度达12mips，且设计简单，噪声低，非常适用于精密仪器仪表。
aduc845内部集成的a/d转换部件包含两24位δ-∑a/d模数转换器和一个10通道输入多路复用器。
LVDT位移传感器的介绍
随着技术的发展，传感器逐渐和计算机技术、通讯技术等先进技术得到了更加紧密的结合，LVDT位移传感器的出现就是这种结合的比较好的表现。
它的特点是：行程范围：±0.5mm至±500mm；AC mV / V或DC电压/电流输出；环保等级：IP65；核心+延伸，弹簧加载和杆端轴承版本；可选的IP68潜水和；高温版本200°C和150°C。
它的原理是：1、直线位移传感器的功能在于把直线机械位移量转换成电信号，LVDT（Linear Variable Differential Transformer）是线性可变差动变压器缩写，属于直线位移传感器的一种。
简单地说是铁芯可动变压器。
核心部件是铁芯和线圈。
工作过程中，铁芯在线圈的线性范围内运动，两个线圈产生的感应电动势之差，就是输出电压，其电压大小和位移量的成正比。
性能是：1、属于接触式测量，直接、稳定、可靠。
2、DC直流单电源、9-28V宽电压供电,方便快捷。
3、内置高性能信号调节器，无待机消耗;高效节能。
功耗低。
4、输出标准信号，如0-5V/0-10V电压信号，4-20mA电流信号，RS485/RS232数字信号，可直接被计算机、PLC等使用；带载能力强。
5、高线性度，响应速度快。
6、无摩擦测量,零位可重复，分辨率高。
7、量程范围2.5～500mm，专门针对小量程位移测量。
8、坚固内用，使用寿命高。
9、多元的可定制型，如防水型位移传感器、防爆型位移传感器、双余度位移传感器应用是：1、可测量位移、行程、位置、伸缩、厚度、震动。
2、机械设备制造加工控制;如注塑、机床的制造控制。
3、制造加工检测;如飞机组装精密性检测、火车制动系统的磨损检测、汽车零部件品质检测。
4、道路、桥梁、轨道等土木工程质量检测;如裂缝仪、裂缝计、平整仪等。
5、馈送和阻塞检测;如检测ATM、自动柜员机配送系统送纸轮的双馈送和无馈送状况。
6、液压缸定位;如液压缸内测量活塞检测。
LVDT线位移传感器测量电路设计与非线性问题研究
LVDT线位移传感器测量电路设计与非线性问题研究LVDT线位移传感器测量电路设计与非线性问题研究摘要：本文研究了LVDT（线性变差互感器）的线位移传感器测量电路设计及其在非线性问题上的研究。
首先介绍了LVDT的基本原理和特点，然后详细讨论了LVDT测量电路的设计要点，包括放大器的配置、滤波和增益调节等。
接着，对于LVDT的非线性问题进行了深入研究，分析了由于磁饱和、温度变化和非理想性等因素引起的非线性误差，并提出了相应的补偿方法。
最后，通过实验验证了所设计的LVDT线位移传感器测量电路的效果，并对非线性补偿方法的有效性进行了验证。
关键词：LVDT；线位移传感器；测量电路设计；非线性问题；非线性误差；补偿方法1. 引言LVDT是一种常用的线位移传感器，具有精度高、测量范围广和稳定可靠等优点，被广泛应用于工业自动化、航天航空等领域。
然而，由于外界干扰和设备老化等原因，LVDT的测量精度可能会受到一定程度的影响。
因此，对于LVDT的测量电路设计和非线性问题的研究具有重要意义。
2. LVDT的基本原理和特点LVDT是一种基于互感效应的传感器，其结构包括一个主线圈和两个从线圈。
当主线圈中通过交流电流时，会在两个从线圈中感应出信号电压，根据从线圈中的信号电压的大小和相位差，可以确定物体的线位移大小。
LVDT具有以下特点：（1）测量范围广：LVDT的测量范围可以达到几微米到几毫米，并且可以实现双向测量。
（2）精度高：LVDT的测量精度可达到亚微米级别。
（3）稳定可靠：LVDT的结构简单、稳定性好，并且不易受到外界环境的干扰。
3. LVDT测量电路的设计要点LVDT测量电路的设计要点包括以下几个方面：（1）放大器的配置：选择合适的放大器，以保证LVDT信号的放大和增益的稳定性。
（2）滤波：采用低通滤波器对信号进行滤波，去除高频噪声干扰。
（3）增益调节：根据测量范围和精度要求，调节放大器的增益，以保证信号的有效测量。
基于ADμC845的高精度差动变压器变送器设计
２ ４ １ ０ ０ ０ ；
摘要 ： Ｌ ＶＤ Ｔ 位 移 传 感 器 的 变 送 器 输 出 电压 值 和 输 入 位 移 量 之 间存 在 着 非 线 性 ， 设 计 和 制 作 线 性 度 较 高 的传 感 器 比较 困难 ． 在 分 析 产 生 非 线 性 误 差 主要 原 因 和 传 统 校 正 方 法 的 基 础 上 ， 利 用 单 片 机 软 件 算 法 进 行 非 线 性 校 正 以提 高 传 感 器 输 出 精 度 ． 该 算 法 以传 感 器标 定 数 据 为 样 本 ， 用 分段 线性 插值 法 求 出 实 际 位 移 量 ． 实验 测试 结果表 明， 设 计 达 到 了高 精 度 要 求 ， 具 有 良好 的应 用 价 值 ． 关 键 词： 非线性校正 ； 分 段线性插值 ； 差 动变 压器 ； ＡＤ ｔ ￣ Ｃ ８ ４ ５
Ｙ 一 （ ） ，
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ３ — ２ ６
（ ２ ）
基 于 ＡＤ￣ Ｃ ８ ４ ５的高 精 度 差 动 变 压 器 变 送 器 设 计
柏 受 军 ， 郎 朗 ， 尹成 竹
（ １ ． 安 徽 工 程 大 学 安 徽 省 电气 传 动 与控 制 重 点 实 验 室 ， 安徽 芜湖
２ ． 安徽省传感器 厂 ， 安徽 无为 ２ ３ ８ ３ ０ ０ ）
的物理 量 ， 为 Ａ／ Ｄ转 换器 转换 后 的数值 ， 图 １中显示 的非 线性 较 为严重 ． 设 和 Ｘ之 间的关 系式 为
Ｕ： ： ：厂（ ） ， （ １ ）
函数 厂的形 式 可能是 已知 的也 可 能是 未知 的 ， 但 大 多情 况下 ， 变量 之 间很难 找 出确 定 的 函数 关 系式 ． 图１ ｃ 所 示 为非 线性 校正 器输 入 一输 出特性 ， 其 中变 量 为非线 性校 正器 的输 出 ， “仍然 为 Ａ／ Ｄ转换 器转 换后 的 数 值． 设 和 “之 间的关 系式 为
浅谈LVDT位移传感器可靠设计分析技术
• 186•本文阐述了可靠性设计的必要性，介绍了可靠性设计的原则，给出了LVDT 位移传感器可靠性设计分析的方法，对机电一体化类传感器类的可靠性设计分析有一定的指导意义。
随着科学技术的发展，传感器应用越来越广泛。
我们不仅要求传感器有良好的功能，而且希望它经久耐用，不发生或很少发生故障。
这种经久耐用能力，就是产品的可靠性。
如图1所示，设计阶段是产品可靠性的奠基阶段，生产阶段是产品可靠性的保证阶段，使用阶段是产品可靠性的维持阶段，试验、分析与信息返馈阶段是产品可靠性的改进提高阶段。
环节，为系统可靠性指标分配提供依据。
1.2 可靠性设计原则在可靠性设计过程中应遵循以下原则：（1）可靠性设计应有明确的可靠性指标和可靠性评估方案；（2）可靠性设计须贯穿于功能设计各个环节，在满足基本功能同时，要全面考虑影响可靠性的各种因素；（3）应针对故障模式进行设计，最大限度地消除或控制产品在寿命周期内可能出现的故障（失效）模式；（4）在设计时，继承以往成功经验基础上，积极采用先进浅谈LVDT位移传感器可靠设计分析技术沈阳仪表科学研究院有限公司 彭春文 李永清 刘 妍 张 建 李广恒 高 跃 纪晓雪图1 产品可靠性与产品质量关系图可靠性设计决定产品的固有可靠性。
如果在设计阶段产品结构设计不合理，安全系数太低，检查维修不便等问题，在以后的各个阶段中，无论怎么认真制造，精心使用、加强管理也难以保证产品可靠性的要求。
因此，在产品的全寿命周期中，只有在设计阶段采取措施，提高产品的可靠性，耗资最少，效果最佳。
1 系统可靠性设计1.1 可靠性设计任务系统可靠性设计的主要任务是通过设计，基本实现系统的固有可靠性，预测和预防产品所有可能发生的故障，挖掘产品潜在的隐患和薄弱环节，通过设计预防和设计改进，有效地消除隐患和薄弱的设计原理和可靠性设计技术。
但在采用新技术、新型元器件、新工艺、新材料之前，必须经过试验，并严格论证其对可靠性的影响；（5）在进行产品可靠性的设计时，权衡产品的性能、可靠性、费用、时间等，以便做出最佳设计方案。
解读苏州位移传感器lvdt工作原理
解读苏州位移传感器lvdt工作原理【1】苏州位移传感器LVDT（Linear Variable Differential Transformer）是一种常见的位移传感器，它用于测量物体的线性位移。
LVDT传感器由一个主线圈和两个从线圈组成。
物体的位移会影响LVDT传感器中的感应电磁场，通过检测感应电磁场的变化，可以测量物体的位移。
【2】LVDT传感器的工作原理是基于法拉第电磁感应定律。
当交流电通过主线圈时，在传感器中产生一个感应电磁场。
当物体相对于传感器移动时，这个感应电磁场的强度和方向会发生变化。
这个变化会导致两个从线圈中感应产生电动势的差异。
【3】主线圈和两个从线圈的设计使得LVDT传感器对外界磁场的影响较小。
通过将主线圈和从线圈串联，可以消除外界磁场对传感器的影响。
LVDT传感器具有较高的抗干扰能力。
【4】当物体相对于传感器发生线性位移时，主线圈和从线圈中感应产生的电动势差异将经过处理电路，转换成电压输出。
输出的电压与物体的位移呈线性关系。
【5】LVDT传感器的应用非常广泛。
它可以用于测量机械运动、液位、形变等。
在工业领域中，LVDT传感器常用于位移的实时监测与控制。
在科学研究中，LVDT传感器也被广泛应用于实验数据的采集与分析。
【6】总结来说，苏州位移传感器LVDT的工作原理是基于电磁感应定律。
通过检测主线圈和从线圈中感应产生的电动势差异，可以测量物体的线性位移。
LVDT传感器具有较高的抗干扰能力，被广泛应用于工业控制和科学研究领域。
【7】个人观点：苏州位移传感器LVDT是一种非常有效的位移测量工具。
其简单的结构和可靠的性能使得它在工业领域得到广泛应用。
我认为LVDT传感器以其高精度、高灵敏度和抗干扰能力，为各种行业的位移测量提供了可靠的解决方案。
随着科技的不断进步，LVDT传感器的应用前景将更加广阔。
【8】通过对苏州位移传感器LVDT工作原理的解读，相信你对该传感器的工作原理有了更深入的理解。
基于单片机的LVDT位移测量传感器设计说明书
之江学院基于单片机的LVDT位移测量传感器设计说明书项目类型：测试技术课程设计指导老师：朱根兴作者：张建中班级：机自401联系电话： 13989466***电子信箱： zjz012@（2007-7-23）目录第一章总体方案设计 (3)1.1设计目的 (4)1.2总体方案设计 (4)第二章硬件电路设计 (5)2.1传感器的选择 (5)2.2差动变压器传感器安装 (6)2.3放大电路的设计 (7)2.4采集电路的设计 (7)2.5输入通道设计 (8)2.6显示电路的设计 (9)第三章软件的设计 (10)3.1数据处理子程序的设计 (10)3.2数据采集子程序的设计 (10)3.3数据显示子程序的设计 (11)3.4地址空间的分配的设计 (11)第四章设计总结 (12)参考文献 (13)附总电路图 (13)附总程序 (13)随着时代科技的迅猛发展，微电子学和计算机等现代电子技术的成就给传统的电子测量与仪器带来了巨大的冲击和革命性的影响。
常规的测试仪器仪表和控制装置被更先进的智能仪器所取代，使得传统的电子测量仪器在远离、功能、精度及自动化水平定方面发生了巨大变化，并相应的出现了各种各样的智能仪器控制系统，使得科学实验和应用工程的自动化程度得以显著提高。
本文设计的电子秤以单片机为主要部件，用汇编语言进行软件设计，硬件则以差动变压器式(LVDT)位移传感器为主,测量0～10mm。
传感器输出的电量是模拟量，数值比较小达不到A/D转换接收的电压范围。
所以送A/D转换之前要对其进行前端放大、整形滤波等处理。
然后，A/D转换的结果才能送单片机进行数据处理并显示。
第一章总体方案设计1.1设计目的差动变压器式(LVDT)位移传感器广泛应用于工业现场和测试领域，如过程检测和自动控制、形变测量等，适用于油污、光照等恶劣环境。
这种传感器可靠而耐用，但选用它监控机械位移量，还需设计与传感器配套的测量装置研制开发的位移测量装置适用于工业现场和多种测试领域。
基于LVDT位移传感器狭缝调整装置的研制
基于LVDT位移传感器狭缝调整装置的研制成贤锴;查卿;钟君;顾国刚;陈琦【期刊名称】《实验室研究与探索》【年(卷),期】2013(032)011【摘要】为了满足准确测量并实时显示狭缝宽度及保证狭缝开合精度的需求,研制了狭缝调整装置,通过位移传感器测量缝宽和闭环反馈自动调节缝宽,从而提高装置的精度和稳定性.狭缝调整装置由步进电机带动偏心轮系统,偏心轮系统和柔性铰链将电机的旋转运动转换成为刀口的开合,刀口开合的大小(即缝宽)由差动变压器式(LVDT)位移传感器来测量,得到的模拟信号转换成数字信号反馈给工控机,经过伺服控制算法处理后发送运动指令给运动控制器,驱动电机形成闭环控制.LVDT位移传感器无摩擦、寿命长、分辨率高、坚固耐用,既可进行开环测量又可进行闭环控制,能够精确地测量狭缝的宽度,精度为±1 μm.实验结果证明,柔性铰链机构替换传统刚性组合机构消除了间隙、摩擦和磨损,提高了精度和寿命;而闭环控制的狭缝调整机构解决了大多数手动狭缝精度低和稳定性差的问题.【总页数】4页(P43-45,52)【作者】成贤锴;查卿;钟君;顾国刚;陈琦【作者单位】中国科学院苏州生物医学工程技术研究所,江苏苏州215163;中国科学院苏州生物医学工程技术研究所,江苏苏州215163;中国科学院苏州生物医学工程技术研究所,江苏苏州215163;中国科学院苏州生物医学工程技术研究所,江苏苏州215163;中国科学院苏州生物医学工程技术研究所,江苏苏州215163【正文语种】中文【中图分类】TP212.1+2【相关文献】1.基于LVDT原理的精密角位移传感器的研制 [J], 马青;史金飞2.基于LVDT的高精度电感式位移传感器设计 [J], 于娜;毕冬云;柴寿臣;于云选;刘继江3.基于ADμC845的LVDT位移传感器非线性补偿 [J], 柏受军;杨元园;王鸣;邱月友4.基于Laguerre多项式的LVDT位移传感器非线性校正 [J], 谭永宏;曾喆昭5.基于切比雪夫最佳逼近的LVDT位移传感器信号处理 [J], 汪首坤;彭建敏;刘洋因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于神经网络算法的LVDT传感器非线性补偿方法设计
基于神经网络算法的LVDT传感器非线性补偿方法设计姜彪;李荣正;曹磊【摘要】针对线性可变差动变压器式传感器(Linear Variable Differential Transformer,LVDT)存在非线性缺陷,提出了一种新的级联补偿方法.它是一种基于传感系统的以函数连接型人工神经网络FLANN模型为线性变量的自适应非线性补偿方法,FLANN复杂度不高却拥有高精度的优点.首先分析了LVDT传感器产生非线性的原因,然后利用神经网络算法进行非线性校正,经过实验分析与结果比对,证明了该方法具有较强的可行性、有效性,达到了理想的实验要求.%Considering nonlinear defects of a linear variable differential transformer (LVDT),a new cascade compensation method was proposed.It's an adaptive nonlinear compensation method which has a sensing sys-tem based and has a functionally-linked artificial neural network model (FLANN)taken as the linear variable.The FLANN has advantages of low complexity and high precision.Analyzing the causes of non-linearity of the LVDT sensor and then using the neural network algorithm to implement nonlinear correction and comparing the results prove both feasibility and effectiveness of this method.【期刊名称】《化工自动化及仪表》【年(卷),期】2017(044)009【总页数】5页(P853-856,908)【关键词】LVDT;人工神经网络;级联补偿;自适应非线性补偿【作者】姜彪;李荣正;曹磊【作者单位】上海工程技术大学电子电气工程学院;上海工程技术大学电子电气工程学院;上海工程技术大学电子电气工程学院【正文语种】中文【中图分类】TP212线性可变差动变压器式传感器(Linear Variable Differential Transformer ，LVDT)在测量位移的系统中具有极其重要的作用。
基于ADμC845的LVDT位移传感器非线性补偿
基于ADμC845的LVDT位移传感器非线性补偿柏受军;杨元园;王鸣;邱月友【期刊名称】《传感技术学报》【年(卷),期】2013(026)004【摘要】针对LVDT位移传感器测量电路输出电压值和位移量之间存在非线性特征,设计和制作线性度为0.05％高精度传感器比较困难的现状,在分析产生非线性误差主要原因和传统校正方法的基础上,利用单片机软件算法进行非线性校正以提高传感器设计精度.以传感器标定数据为样本,用曲线拟合法求出非线性校正环节的特性曲线,并给出在MATLAB环境下拟合多项式系数的最小二乘求解方法,编程实现位移量和电压输出.仿真分析和实验结果表明,其测量位移的线性度达到了设计要求,非线性校正效果明显,具有良好的应用价值.%Because the linear variable differential transformer(LVDT) displacement sensor measurement circuit has nonlinear relationship between output voltage value and displacement,it is difficult to design and product high precision sensor with 0.05％ linearity.In order to improve the design precision of the LVDT displacement sensor,nonlinear correction is performed using single-chip microcomputer software algorithm,after analyzing the main cause reason of the nonlinear error based on the traditional correction method.The characteristic curve of nonlinear correction link is obtained by fitting the sensor calibration data.And the polynomial coefficients are found by least square method with MATLAB software.Simulation and experiment results show that the nonlinear correction effect is very good,displacementmeasurement linearity can meet the design requirements,and this method has a good application prospect.【总页数】4页(P541-544)【作者】柏受军;杨元园;王鸣;邱月友【作者单位】安徽工程大学安徽省电气传动与控制重点实验室,安徽芜湖241000;安徽工程大学安徽省电气传动与控制重点实验室,安徽芜湖241000;安徽工程大学安徽省电气传动与控制重点实验室,安徽芜湖241000;安徽工程大学安徽省电气传动与控制重点实验室,安徽芜湖241000【正文语种】中文【中图分类】TP212【相关文献】1.基于LVDT位移传感器狭缝调整装置的研制 [J], 成贤锴;查卿;钟君;顾国刚;陈琦2.基于LVDT的高精度电感式位移传感器设计 [J], 于娜;毕冬云;柴寿臣;于云选;刘继江3.基于Laguerre多项式的LVDT位移传感器非线性校正 [J], 谭永宏;曾喆昭4.基于神经网络算法的LVDT传感器非线性补偿方法设计 [J], 姜彪;李荣正;曹磊5.基于多元回归算法的激光位移传感器非线性误差建模和补偿 [J], 刘辉;冯海盈;孙钦密;徐元博;李龙;张立银因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
LVDT式位移传感器的原理
LVDT式位移传感器的道理Linearity Variable Differential Transducers 简称 LVDT,中文译名为差动变压器式位移传感器,活着界规模内盛销数十年而不衰,足以看出它的各项机能在当前工业进程检测与实验范畴中的顺应性.跟着体系对检测元件提出越来越高的请求同时,它的技巧机能在不竭的完美与成长,运用范畴也在不竭地更新与扩展.差动变压器(LVDT)的道理比较简略.它就是在一个线圈骨架(1)上平均绕制一个一次线圈(2)作励磁.再在两侧绕制两个二次线圈(3与4),与线圈同轴放置一个铁芯(5),经由过程测杆(6)与可移动的物体衔接.线圈外侧还有一个磁罩(7)作屏障,如图1－1示.在未引入铁芯以前,一次线圈通入交换电流后产生一个阁下对称的沿轴向散布的交变磁场.交变磁场在两个对称放置的二次线圈上产生的感应电动势当然相等,引入铁芯后,铁芯在一次交变磁场的鼓励下,产生沿铁芯中间轴（当然也是线圈的中间轴）散布并与铁芯对称的交变磁场.如许,线圈中间轴上的磁感应强度就成为铁芯地位的轴向散布函数,于是两个二次线圈的感应电动势Es1与Es2也成了铁芯地位的函数.假如设计得当,两者可成为线性函数关系.将两个二次线圈差接后,即可获得与铁芯位移成线性关系的二次输出:Es=Es1Es2.这就是LVDT 的简略工作道理（如图12示）.LVDT式位移传感器的道理二差动变压器式位移传感器（LVDT）为电磁感应道理,其构造示看法图一.（图一：LVDT工作道理图）采取环氧树脂,不锈钢等材料作为线圈骨架,用不合线径的漆包线在骨架上绕制线圈.与传统的电力变压器不合.LVDT是一种开磁路弱磁耦合的测量元件.在骨架上绕制一组初级线圈,两组次级线圈,其工作方法依附于在线圈骨架内磁芯的移动,当初级线圈供应必定频率的交变电压（鼓励电压）时,铁芯在线圈内移动就转变了空间磁场散布从而转变了初,次级线圈之间的互感量,次级线圈就产生感应电动势,跟着铁芯地位的不合,互感量也不合,刺激产生的感应电动势也不合,如许就将铁芯的位移量（现实的铁芯是经由过程测杆与被测物保持相接触,也就是被测物体的位移量）变成电压旌旗灯号输出,因为两个次级线圈电压极性相反,所以传感器的输出是两个次级线圈电压之差,其电压差值与位移量成线性关系（图二LVDT电道理图）当铁芯处在线圈正中央地位时两次级线圈感应电压相等但相位相反,其电压差值为零,当铁芯往右移动时,右边的次级线圈感应的电压大于左边.两线圈输出的电压差值大小随铁芯位移而成线性变更（第一象限的实线段部分）,这是LVDT有用的测量规模（一半）.当铁芯持续往右移动时两级线圈输出电压的差值不与铁芯位移成线性关系,此为缓冲,非测量区（虚线段）.反之,当铁芯自线圈中央地位向左边移动亦然.零点双方的实线段一般是对称的测量规模,只不过两者都是交换旌旗灯号而相位差180″.。
基于位移传感器LVDT的信号断线故障检测
目前，关于 LVDT 断线检测实现的方案比较少。 对 LVDT 的驱 动 测 量 上 ，目 前 比 较 常 见 的 设 计 方案之一是采用 AD 公司制造的专用的 LVDT 信号 处理芯片 AD598 来完成。
EOUT = E1-E2
EOUT = E1-E2 = 0
LVDT 的位移量测量输出多是闭环控制中的反 馈信号，直接影响系统的控制性能。 为保证系统 可靠地完成闭环控制，必须能够可靠发现并及时 隔 离 LVDT 的故障。 因此，在可靠性要求较高的场合 ，需 要 LVDT 具 有 断 线 检 测 功 能 ，即 LVDT 的 输 出 不 仅 要反映动作单元的实际位移值，而且还要对电气断 线等情况进行检测 。 ［1鄄5］
证。 检测方法已应用到工程应用，可有效实现对 LVDT 信号断线的检测。
关键词： 线性可变差动变压器； 工业控制； 断线； 故障检测
中图分类号 ： TM 45
文献标识码： A
文章 编号 ： １００６ - ６０４７ （2０11）12 - ０124 - ０4
0 引言
1 LVDT 驱动原理
线 性 可 变 差 动 变 压 器 LVDT （Linear Variable Differential Transformer）属于直线位移传感器。 LVDT 具有无摩擦测量、无限的机械寿命、无限的分辨率和 环境适应性强等众多优势和特点，应用范围广泛。 LVDT 在很多工业控制系统中主要用于测量直线上 的位置信号，如在数字式电气液压控制系统 （DEH） 中，LVDT 是油动机行程的实时反馈，伺服放大器通 过其反馈信号和主控单元的指令进行比较从而调整 输出信号，实现对油动机的稳定快速控制。
第 31 卷第 12 期备
LVDT位移传感器介绍
LVDT位移传感器介绍简介: 把LVDT的电测线路采用微电子技术全部封装入LVDT的壳体内。
输入电压±9V～±15V，输出信号±5V或0～5V或0～10V或4～20mA的信号，可与四位半液晶数显表DB-6型多点变位计配合使用，该仪器便于携带和在无交流电源的环境中使用。
DC－LVDT具有较强的抗干扰能力，适宜遥测。
工作原理: LVDT位移传感器由同心分布在线圈骨架上一初级线圈P，二个级线圈S1和S2组成，线圈组件内有一个可自由移动的杆装磁芯（铁芯），当铁芯在线圈内移动时，改变了空间的磁场分布，从而改变了初次级线圈之间的互感量M，当初级线圈供给一定频率的交变电压时，次级线圈就产生了感应电动势，随着铁芯的位置不同，次级产生的感应电动势也不同，这样，就将铁芯的位移量变成了电压信号输出。
为了提高传感器灵敏度改善线性度，实际工作时是将两个次级线圈反串接，故两个次级线圈电压极性相反，于是，传感器的输出是两个次级线圈电压之差，其电压差值与位移量成线性关系。
原理图如下：参数名称测量范围(mm)线性度土(%)灵敏度(mV/mm)直流差动变压器外形尺寸(mm)重量(g)高精度直DA一0.5 ±0.5(0～1)0.05 10000 140×φ15 90 DA一1 ±1(0～2) 0.05 5000 140×φ15 95 DA一2 ±2(0～4) 0.05 2500 140×φ15 95使用注意事项:1、传感器测杆应与被测物垂直接触。
2、请别让活动的铁芯和测杆受大的侧向力而造成变形弯曲，否则会严重影响测杆的活动灵活性。
传感器不可敲打、跌落。
3、避免所有引线在焊接处和电缆的夹固处断线。
4、夹持传感器壳体时应避免松动，但也不可用力太大、太猛。
5、安装传感器时应调节（挪动）传感器的夹持位置，使其位移变化不超出测量范围，既通过观测位移读数，使位移在预定的变化内，信号输出不超出额定范围。
如何解决LVDT定位传感器中非线性问题？
如何解决LVDT定位传感器中非线性问题？传感元件可将相关物理量转换为电信号。
传感元件的常见输出特征是非线性，即传感元件的输出不随相关物理量的变化而发生线性变化。
这种非线性会导致测量不准确，存在误差。
本文主要介绍纠正线性可变差分变压器（LVDT）定位传感器中非线性问题的方法，适用于汽车液压阀定位传感等众多应用。
此外，本文探讨的内容还适合超声波停车辅助等其它类型的汽车传感器应用。
支持高频率输出的传感器许多传感元件产生的电信号都是相对的高频率信号。
这既是因为传感元件的激励信号是高频率信号，也因为被测量的物理量在性质上属于高频率。
典型的例子就是使用LVDT 定位传感器对汽车液压阀进行定位测量。
该传感器属于高频率性质的原因是LVDT 初级线圈是通过5KHz 等高频信号激励的。
同样，超声波停车辅助应用使用的压电变送器输出也属于高频率，因为变送器测量的是超声波强度，其信号频率大于20KHz。
在传感器输出高频率信号的情况下，信号信息通常大多嵌入在信号的振幅中。
图 1 是高频率传感器信号的时间曲线图，而且振幅代表传感器测量的物理量变化。
该信号的数学表达式为：其中AC 是传感器的激励振幅，C 是以弧度／秒为单位的传感器激励频率，AS 是需测量物理量的振幅，而S 则是以弧度／秒为单位的需测量物理量的频率。
假定有用信号的振幅小于高频率载波信号的振幅，则y（t）就是无失真的调幅信号。
注意，在某些情况下，信号信息也能嵌入在信号的频率中。
例如，如果正在移动的汽车需要使用保险杠或后视镜中的超声波变送器测量与另一辆移动车辆的距离，那么信号的频率将根据多普勒效应提供相关车辆相对速度的信息。
本文讨论的重点是如何从高频率传感器的输出提取振幅信息。
提取振幅信息的技术也称为振幅解调。
如何解决LVDT定位传感器中非线性问题？
如何解决LVDT定位传感器中非线性问题？
是性能不理想的信号生成器/调节器导致的结果，而第三种非线性来源则是
变送器造成的。
此外，上述所有非线性情况在系统中可能同时存在，从而会使信号链的
输出用数学式表达异常复杂。
解决非线性问题现在，我们不仅将解决由非理想信号生成器和调节
器带来的两种非线性来源问题，而且还将分析常见非线性系统形式之一的二阶
非线性系统。
该分析可进一步延伸至更高阶的非线性以及非线性变送器输出。
失真驱动信号
在存在失真驱动信号（或载波信号）的情况下，通过三角函数运算并设
a1=1，a2=b，等式1 给出的振幅调制载波信号可表示为：
等式9 说明，除了大约为ωC 的信号外，变送器输出还提供0 弧度／秒和大约2ωC 的频率组分。
最大限度减少频率组分（在0 弧度/秒和大约2ωC 下）的明确方法是使用中心频率设定在ωC、而且带宽足够的带通滤波器。
具体而言，带宽应具有在wC±wS 范围内无显着衰减的特性。
这样的带通滤波器，其输出可表达为：
然后，无论采用峰值法还是均值法，都能通过解调该带通滤波器输出来
提取变送器信号。
非线性信号链二阶信号链非线性的存在会导致振幅调制信号发生下。