【应用】1000PSI 铁芯分离式LVDT位移传感器在载矿卡车上的应用

时间： 2019-12-11 来源：TE Connectivity

技术问答

LVDT在矿用卡车中的应用

庞大的矿用卡车轮胎立起来可达两层半楼房那么高，支撑超过一百万磅的重量。在这样的环境中，数英寸之差即会导致灾难性的事故，因此其需要极其精确的处理能力。通过使用液压来实现近乎苛刻的转向可靠性和精确度。正是在这方面，TE connectivity (TE) 线性可变差动变压器(LVDT)传感器能够发挥重要的传感作用。液压技术能够为矿用卡车提供精确控制和平滑的转向，使他们能够在空间有限的环境中操作。

图1：重载矿车

LVDT在重载、恶劣工况下的应用优势：

（1）无摩擦测量，无限的机械寿命

LVDT 的可动铁芯和线圈之间通常没有实体接触，也就是说LVDT是没有摩擦的部件。因此不会产生任何磨损。这样，LVDT的机械寿命，理论上是无限长的。这对于飞机、导弹、宇宙飞船以及重要工业设备中的高可靠性机械装置非常重要。

（2）无限的分辨率

LVDT的无摩擦运作及其感应原理使它具备两个显著的特性。第一个特性是具有真正的无限分辨率。这意味着LVDT可以对铁芯最微小的运动作出响应并生成输出。外部电子设备的可读性是对分辨率的唯一限制。

（3）坚固耐用，适应恶劣环境

LVDT是少数几个可以在多种恶劣环境中工作的传感器之一。制造LVDT所用的材料以及接合这些材料所用的工艺使它成为坚固耐用的传感器。即使受到工业环境中常有的强大冲击、巨幅振动，LVDT也能继续发挥作用。由于铁芯与线圈彼此分离，线圈组可以实现气密封，不再需要对运动构件进行动态密封。像密封型LVDT采用不锈钢外壳，可以置于腐蚀性液体或气体中。

案例适用型号：

在重载矿车的应用当中，LVDT起着不可或缺的作用，TE Connectivity (TE) 在这个案例中提供了多种可选的线性可变差动变压器(LVDT)传感器。

笔者在其中推荐分离式铁芯位移传感器LVDT，相对于弹簧式回弹式LVDT，由于其纤芯可自由活动，在操作中不会产生摩擦。因此其线性度保持的更好，在精细化控制尤其是对于线性阀门位置测量更加适用，并提供多种范围和尺寸，非常适合重载矿车的应用场景。

这里推荐TE的六款分离式铁芯LVDT，这六款1,000 PSI [70bar]密封性分离式铁芯位移传感器LVDT的型号为——HCA-T,HCD,HCA/HCA-RA,HC-485,HCI,XS-C。

产品优势：

• 良好的全密封、全焊接，适应恶劣工况

• 更好的线性度，适于重载危险场景

• 分离式铁芯，无摩擦测量

• 不锈钢材料外壳

• 可承受最大1,000 PSI [70bar] 压力

• 电磁屏蔽

• 多种量程

• 多种输出方式

以上优势满足其应用在恶劣工况中的需求。

下面详细比较这六款LVDT的各自参数

其差异体现在下表：

TE Connectivity （泰科电子有限公司）是全球性技术领导厂商，下属子公司的TE Sensor是传感器行业龙头企业，种类齐全，传感技术领先于世界3到5年，能为多种行业领域提供综合性的应用解决方案。LVDT（Linear Variable Differential Transformer），即线性可变差动变压器，该传感器技术能够精确监测位置，精度达到人手指甲的厚度，不受路面振动、凹坑、电磁干扰 (EMI)、极端温度、高油压或电气系统电压波动的影响。最为重要的是，LVDT 能够在不利的应用环境中保持长期的可靠性，具有更高的可重复性和分辨率。

LVDT的工作原理

LVDT通常由一个初级线圈，两个次级线圈，铁芯，线圈骨架，外壳等部件组成。初级线圈、次级线圈分布在线圈骨架上，线圈内部有一个可自由移动的杆状铁芯。当铁芯处于中间位置时，两个次级线圈产生的感应电动势相等，这样输出电压为零；当铁芯在线圈内部移动并偏离中心位置时，两个线圈产生的感应电动势不等，有电压输出，其电压大小取决于位移量的大小。

图2：LVDT工作原理图

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描述- TE是全球领先的工业级直线位移和角位移、倾角和液位传感器制造商。复杂的设计与生产工艺相结合，为应用于严苛环境的一系列传感器提供了可靠和高性价比的解决方案。产品广泛应用于汽车，发电站，水下作业，液压，医疗，HVAC/R，过程控制，工厂自动化，安全系统，军用/航空航天和核电站等行业。TE的位置传感器有模拟输出和数字输出可选。同时，我们可以根据OEM客户和最终用户的具体需求，定制各种型号的位置传感器。

型号- APS,IP66,HR,KMT36H,KMT32B,PS2031AB,750,PM81,SSI/R,KMXPKMA36,ACCUSTAR,PM83,HLR/HLIR,R60D,PS501,CD375,MS32,PT1,HSTA/R,M12,PS2021AB,PT5,R36,KMY,RVIT-Z,KMZ,M150,XS-CDC-SE,PS831,PT8000,EACCUSTAR,ED-22,ED-20,H005,IT9000,H009,PS2011AB,KMT37,R30A,SG,PTX,HPGS,SK1,SM,PS801,XS-D,SP,PM101,SR,SK6,PT101,PT9000,MT2,MT3,MEAS,GHSE/R,1200,MACRO,PS811,MTA,HC,ED-19,PM50,ED-18,DPL/DPNDOG2DPGD

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HCD SERIES Hermetically Sealed DC LVDT

型号- 04290583-000,02560444-000,HCD 10000,HCD 5000,02560440-000,PT06A-10-6SSR,62101011-000,PSD 40-15,HCD 3000,02560448-000,HCD 1000,05282946-012,PT06A-10-6S,02560441-000,05282946-036,05282977-012,HCD 500,02560445-000,HCD 125,04560950-000,02560442-000,HCD,02560446-000,HCD 2000,02291339-000,HCD SERIES,02560443-000,HCD 250,HCD 050,05282977-006,05282946-024,05282946-006,02560447-000

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TE Connectivity（泰科TE） M-12直线位移传感器数据手册

型号- 02561037-040,02561038-008,M-12,02561038-006,02561040-040,05282976-006,02561037-006,05282945-024,02561037-000,M-12 65,02561037-002,05282945-006,M-12 20,M-12 100,04560956-000,02561037-008,02561038-040,02561038-000,02561038-002,02561043-040,02561043-002,02561039-040,05282945-012,02561043-000,02561036-008,02561043-006,02561039-000,M-12 50,05282976-012,05282945-036,M-12 10,02561043-008,M12,02561039-002,M-12 30,02561039-008,02561040-008,02561036-040,02561039-006,02561036-006,02561040-000,02561040-002,02561036-002,02561040-006,02561036-000

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