【技术】TE位移传感器LVDT、RVDT的原理分析及应用优势

时间： 2017-09-22 来源：世强作者：溪水潺潺

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概述

TE是全球领先的工业级直线位移和角位移传感器制造商。TE的位移传感器有模拟输出和数字输出可选，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产品。

LVDT sensor（Linear Variable Differential Transformer）：差动变压器式直线位移传感器，可用于液位高度测量，发动机、燃气轮机计量活门开度测量，与压力应变片配合做压力传感器等。LVDT传感器是液压控制系统中应用最为广泛的传感器。

RVDT sensor（Rotary Variable Differential Transformer）：差动变压器式角位移传感器，通常用于采集驾驶杆、驾驶盘、方向舵脚蹬等位移信号及显示舵面位置信号（如方向舵、升降舵、副翼、襟缝翼、扰流板等）并转换成角度值进行显示。

LVDT、RVDT传感器推荐使用在需要高可靠性，耐受恶劣环境的场合。

LVDT、RVDT传感器的原理简介

LVDT 传感器主要由铁芯、骨架、激磁绕组、输出绕组、连杆、挡板、外壳等这几部分组成。骨架的上面分布着激磁绕组和输出线圈，杆状铁芯位于线圈的内部且可以进行自由移动。在铁芯的位置移动到中间时，这两个输出线圈会生成相同的感应电动势，这就使得输出电压等于零；在铁芯的位置偏离中点但仍然在线圈的内部移动时，两个输出线圈生成不相等的感应电动势，输出电压不为零，位移量的多少决定着输出电压的大小。

图1：LVDT传感器结构图

RVDT传感器实际上也是铁芯可动变压器，由一个初级线圈、两个次级线圈、铁芯、线圈骨架、外壳等部分组成。当铁芯处于线圈骨架的中间位置时，两个次级线圈输出的电动势V1和V2相等，输出电压为零。当铁芯偏离中间位置时，两个次级线圈的电动势V1和V2不相等，输出一定的电压。

下图左是经典4极RVDT的结构图，图右是三相6/4结构开关磁阻电机的示意图。从对比中可以看出，RVDT的结构上与开关磁阻电机有类比之处，结构设计上可以借鉴。

图2：经典4极RVDT结构图与三相6/4结构开关磁阻电机示意图

不考虑线圈寄生电容及铁芯产生的损耗，LVDT、RVDT等效原理图都可以如下：

图3：LVDT、RVDT等效原理图

在一次线圈受到恰当频率的电压激励的时候，按照变压器的工作原理，两个二次线圈中便会有感应电动势产生。假设在工艺上确定变压器的结构是完全对称的，那么在铁芯位于初始平衡位置的时候，两个二次线圈的互感系数能够相等即此时差动变压器的输出电压等于零。当铁芯位置移动时，两个输出线圈采用反向串联时的输出电压与铁芯位移成线性关系。

LVDT、RVDT的传感器本体与外接解调电路，解调电路分为相敏解调电路和无相移解调电路。一般目前以无相移解调电路为主。

LVDT、RVDT传感器的应用优势

LVDT、RVDT传感器，具有如下优点：

1）环境适应性强，坚固耐用

LVDT、RVDT传感器为非接触式位移传感器，线圈和铁芯之间没有摩擦接触，不会产生任何磨损。不考虑电平转换和调理模块，传感器本体均为机械结构，具有极高的可靠性。某型RVDT传感器应用于飞机机载环境（单机装24台），从试飞起，在近三年时间内，共随6架飞机累计飞行4478起落/1153h46min，未有一台从外场返回。

2）零位稳定，精度高

初级、次级线圈电气隔离，精度几乎不受负载、共模电压或输入谐波及噪声影响。

3）抗冲击能力强，耐振极限高

LVDT、RVDT传感器可安装在航空发动机上，耐受冲击和振动考核。

4）动态性能好

理论上有无限分辨率。动态性能好，可用于高速在线检测。

下表给出了几种位移传感器的比较。

表1：位移传感器的对比

TE的LVDT、RVDT产品

TE的LVDT产品门类涵盖了交流LVDT、直流LVDT、弹簧承载式LVDT、铁芯分离式LVDT。提供小型（交流）、通用（交流、直流和回路供电）、密封（直流、回路供电）、不透气的密封（交流、直流）、潜水式（回路供电）、危险区域（交流）和定制铁芯分离式LVDT。

直流LVDT传感器内置调节电路，由一个交流供电LVDT和一个载波生成器/信号调节模块组成。它保留了交流LVDT的所有需要的特征，但同时具有直流操作的简单性。

TE的角度位移传感器也提供交流RVDT和直流RVDT。交流RVDT可测量最大±60度的旋转位置，与交流LVDT相似，它们不包含任何信号调节，因其更小的尺寸而获选用于严苛的环境。直流RVDT，测量范围达±75度，具有直流电压输出。

可靠的TE LVDT/RVDT解决方案，满足工业及各种严苛应用的需求，欢迎各位根据需要选型使用。

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用户30299759 Lv3. 高级工程师 2018-07-17

不错
luose Lv8. 研究员 2017-09-25

好东西，支持下
鄗立恒 Lv8. 研究员 2017-09-22

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【选型】TE Connectivity（泰科TE）传感器选型指南

目录- 数字元件传感器和开发工具流量传感器力传感器湿度传感器液位传感器血氧传感器压电薄膜传感器位置传感器压力传感器速率和惯性传感器扫描阀及系统速度传感器温度传感器扭矩传感器超声波传感器振动传感器水位传感器

型号- 7504A,3255A,T500,1220,CD9515,DSD 25,68CM1,FS-90,1210,FS-91,4602,HTU3535PVBM,4604,7505A,AISI-304,1230,MS4525DO,DSD 17,MACRO CD375,TSYS02D,D5100,4610,MS8607,ACCUSTAR EA,EPRB,XP5,805,808,89BSD,D,E,F,T400,4630,SDT1,1240,P1200,606M1,PS2011AB,DSD 40,ELM-4000,3058A,MS5803-01BA,FMT,SIL-3,M7100,LS809-31,EGCS-D5,4332M3,TLH100,FTP520,MS54XX,EGCS-D0,ESP 64HD,XL403D,AST46HA,710,832,FN7110,834,EB,PS501,LDM-1000,U86B,DP86,52M30,PS2021AB,EV,M905,EX,720,RVIT-Z,603,LS509-51,ELM-5000,TS318-3B0814,FN4070,H005,H009,TLH,610,RCS01-10,31207B,FTP540,PML 1000,LDS309-11N,EPB-PW,735,EVS722-51,FN9630,MACRO HPGS 750,GC,FN9635,FLDT1,U7100,FTP530,85F,FN4080,AISI-400,834M1,HTU2X,ARD154,EPB,EGAXT,VS804-21,HC,65210E,EPL,7108A,86A,CLP,AST46SW,HR,MS52XX,AST4510,KMT32B,KPSI 730,750,KPSI 735,FTP560,633,634,7531A,XFTC300,Y12AD,FTP552,FTP553,FTP554,AST4401,AST4400,AST4520,KPSI 720,U5700,KPSI 600,FN4055,KPSI 601,MS5803-30BA,FTP551,31206B,FN9620,DPG,LL-01,FN7325,DPL,DPN,98RK-1,64B,40A,64C,40B,HTF3000LF,52F,3022,DSF EX-ATEX,KPSI 750,KMT37,FN3050,TPT,64X,KMT39,9916,53A,AST43LP,AST4500,KPSI 500,KPSI 501,KPSI 745,3028,GÏΜÁÐ,86BSD,8811-01,PM50,KMA36,TSYS01,LT,TSYS02,ATA-2001,KMT36H,P900,LBB,PM81,FN3030,DSD,3038,DSF,CM-01,DSH,8021-AP,8021-AR,DSL,PM83,ML,DT1,4020,TSD,6200,DSS,AST46PT,AST44LP,805M1,AST4600,DSY,TSD305,7500A,DC-SE,EGAXT3,MS5525ASO,4030,LDTC,XPM10,MS4515DO,330,MACRO HSTA/R,KPSI 710,MSP300,335,AST20HA,XS-C,XS-D,7501A,LL-10,HTU3535PVBM/WIRE,MACRO SSI/R,PT101,HTG351XCH,AST2000H2,342,KPSI 700,16HD,KPSI 705,LS304-31,LMM-H04,LMM-H03,FN3148,DSD 70,7502A,7514A,P700,4810A,CD1110,KPSI 330,8021-VP,8021-VR,KPSI 335,AST4000,EÏΜÁÐ,7135A,13,XFL212R,6000,17,LVM-110,KPSI 320,AST44XX,8711-01,121,FN3002,AST5100,LCS-03,FN3000,CS1120,R36,PCA 375,U5300,RT9,RT8,M3200,7100A,23,9400,TLH600,CPA150,27,HS1101LF,28,M210,AST20SW,KPSI 351,KPSI 353,HTU383X/WIRE,IT9000,130,KPSI 355,AST5300,AST4100,SG,CD1140,XPM4,SK,7101A,SM,FX19,MSP100,EPM-5000,SP,TPT300V,PM101,MSP340,SR,33,37,PT9000,AST45XX,KPSI 342,1201F,MT3A,ACH-01,SL-630,M5600,7102A,43,TS,EL20-S458,MS5805,XFU400,SP683,47,MS5803,MP 2000,P981,KPSI 30,HTM2500LF,CS1210,AST5400,MLP,FN1010,HTU2XF,HM1520LF,TS305-10C50,TRUBLUE 585,16MS,52,KPSI 27,MS32,KPSI 28,58,DÏΜÁÐ,MS1451,XPM6,AST46XX,ESP 32HD DTC,160,PT1,161,AST4200,PT5,DSH 16,DOG2,FX29,ESP 64HD DTC,7104A,TRUBLUE 575,FN2114,US300,9146-R,PTX,85BSD,7105A,MS5837,9216,KMA36A,AST20PT,AST4300,MS1471,9146-T,808M1,U5600,FN2570,CD1050,EPM-4001,XP,82,MS5525DSO,85,86,TRUBLUE 555,FS-01,89,MS5607,FS-02,8011,MS4515,FS-05,FS-06,ED32I,MACRO GHSE/R,MS5840,PS2031AB,G系列,8032-01,FN2420,R60D,3052A,154BSD,MS4525,MS5611,XFC200R,EPIH,ELAF,HTU383X,M12,3801A,1620,KMY,65210ES,KMZ,FN2317,M150,AST46DS,11206AC,PS831,8021-01,EGCS-D1S,KPSI 300DS,1630,820M1,XPC10,TSEV,53AF,140A,SL-900,MS5637,MS4426,CD1124T,MS4425,EVS312-11N,MT2,MT3,CS1060,CD1095,832M1,VCS-06,MTA,VCS-04,3700,M5200,FN7080,P105,P101,32HD,9022,E系列,FS19,HTU21DF,7131A,FC22,FC23,4630M12,9034,142A,9038,154N,4801A,9032,LIM-420,9033,5905,7132A,LTA,LTB,4630M14,5903,PT8000,P125,TS318-5C50,T600,8102A,LTR,HM1500LF,D系列,R30A,HTU21D,8011-01,PS801,KPSI 380,NDT-1,FS20,4835A,AST43XX,ACCUSTAR,U5200,1201,FCA7300,AD-101,PS811,VS309-51N,KMXP,11207AC

选型指南 - TE CONNECTIVITY - 2019年6月 PDF 中文下载

TE Connectivity（泰科）传感器选型指南

目录- Company Profile DIGITAL COMPONENT SENSOR DEVELOPMENT TOOLS FLOW SENSORS FORCE SENSORS HUMIDITY SENSORS LIQUID LEVEL SENSORS PHOTO OPTIC SENSORS PIEZO FILM SENSORS POSITION SENSORS PRESSURE SENSORS RATE AND INERTIAL SENSORS SCANNERS AND SYSTEMS SPEED SENSORS TEMPERATURE SENSORS TORQUE SENSORS ULTRASONIC SENSORS VIBRATION SENSORS WATER LEVEL SENSORS

型号- 7504A,3255A,T500,8011-AR,8011-AP,CD9515,DSD 25,68CM1,FS-90,FS-91,6900,4602,4604,7505A,MS4525DO,DSD 17,TSYS02D,CWW600,D5100,4610,MS8607,EPRB,XP5,805,5903 SERIES,808,89BSD,T400,4630,SDT1,P1200,606M1,PS2011AB,LDTC FAMILY,DSD 40,ELM-4000,3058A,MS5803-01BA,FMT,SIL-3,M7100,700,LS809-31,EGCS-D5,TLH100,4332M3,FTP520,MS54XX,EGCS-D0,ESP 64HD,XL403D,AST46HA,832,FN7110,HSTA,834,EB,PS501,LDM-1000,U86B,DP86,KMXP 1000,52M30,PS2021AB,M905,RVIT-Z,603,LS509-51,ELM-5000,TS318-3B0814,FN4070,H005,PT500,H009,610,RCS01-10,31207B,FTP540,CWW850,PML 1000,LDS309-11N,EPB-PW,EVS722-51,CWW1000,FN9630,GC,FN9635,FLDT1,U7100,FTP530,85F,FN4080,834M1,HTU2X,ARD154,EPB,EGAXT,VS804-21,HC,65210E,EPL,7108A,86A,CLP,AST46SW,HR,MS52XX,KMXP 2000,AST4510,KPSI 730,KPSI 735,FTP560,633,634,7531A,XFTC300,Y12AD,18FR,FTP552,FTP553,FTP554,AST4401,AST4400,AST4520,KPSI 720,U5700,KPSI 600,FN4055,KPSI 601,400,MS5803-30BA,FTP551,31206B,FN9620,DPG,TRUBLUE 255,LL-01,FN7325,DPL,DPN,64B,40A,64C,40B,HTF3000LF,52F,3022,KPSI 750,KMT37,FN3050,TPT,64X,KMT39,9916,53A,AST43LP,ESP 16HD,AST4500,KPSI 500,KPSI 501,KPSI 745,3028,86BSD,8811-01,PM50,KMA36,TSYS01,LT,TSYS02,ATA-2001,KMT36H,P900,LBB,G-SERIES,PM81,FN3030,DSD,3038,DSF,CM-01,DSH,8021-AP,8021-AR,DSL,PM83,CD375,ML,DT1,4020,TSD,6200,DSS,AST46PT,AST44LP,805M1,AST4600,DSY,TSD305,7500A,DC-SE,EGAXT3,4030,LDTC,XPM10,MS4515DO,KPSI 710,PT100,MSP300,AST20HA,XS-C,XS-D,7501A,LL-10,HTU3535PVBM/WIRE,PT101,6100,SSI,HTG351XCH,AST2000H2,KPSI 700,SSR,KPSI 705,TRUBLUE 275,LS304-31,LMM-H04,LMM-H03,FN3148,TSYS,DSD 70,7502A,7514A,P700,APS,4810A,CD1110,KPSI 330,8021-VP,8021-VR,KPSI 335,AST4000,7135A,5905 SERIES,400 SERIES,XFL212R,6000,LVM-110,KMXP 5000,KPSI 320,AST44XX,8711-01,121,FN3002,AST5100,LCS-03,FN3000,CS1120,R36,PCA 375,U5300,RT9,RT8,M3200,7100A,9400,TLH600,CPA150,HS1101LF,M210,AST20SW,KPSI 351,KPSI 353,HTU383X/WIRE,130,IT9000,KPSI 355,AST5300,AST4100,SG,CD1140,XPM4,SK,7101A,SM,FX19,MSP100,SP,EPM-5000,TPT300V,PM101,MSP340,SR,12FR GP,PT9000,AST45XX,KPSI 342,1201F,MT3A,ACH-01,SL-630,M5600,7102A,PT1000,TS,EL20-S458,8011-VP,MS5805,XFU400,MS5803,MP 2000,P981,HSTAR,KPSI 30,HTM2500LF,CS1210,AST5400,E-SERIES,MLP,FN1010,HTU2XF,HM1520LF,TS305-10C50,24FR,TRUBLUE 585,16MS,52,8011-VR,KPSI 27,MS32,KPSI 28,58,MS1451,XPM6,160,AST46XX,ESP 32HD DTC,PT1,161,ACCUSTAR EA,AST4200,PT5,DSH 16,DOG2,FX29,MMX,12FR,ESP 64HD DTC,7104A,TRUBLUE 575,FN2114,US300,9FR,9146-R,GHSE,PTX,85BSD,7105A,MS5837,9216,KMA36A,AST20PT,AST4300,MS1471,9146-T,808M1,U5600,FN2570,CD1050,EPM-4001,XP,82,MS5525DSO,85,86,TRUBLUE 555,FS-01,89,MS5607,FS-02,FS-05,FS-06,ED32I,MS5840,PS2031AB,8032-01,FN2420,R60D,3052A,154BSD,P9000,MS5611,XFC200R,EPIH,ELAF,ESP 32HD,M12,3801A,1620,KMY,65210ES,KMZ,FN2317,M150,AST46DS,11206AC,10FR,PS831,8021-01,EGCS-D1S,KPSI 300DS,1630,820M1,XPC10,TSEV,53AF,140A,SL-900,MS5637,CD1124T,EVS312-11N,MT2,MT3,CS1060,CD1095,832M1,VCS-06,MTA,VCS-04,3700,M5200,FN7080,P105,P101,9022,FS19,7131A,FC22,FC23,4630M12,9034,142A,9038,154N,4801A,9032,LIM-420,9033,5905,GHSER,7132A,LTA,ACCUSTAR IP66,LTB,4630M14,5903,PT8000,P125,TS318-5C50,T600,8102A,LTR,HM1500LF,R30A,GHSER 750-A,HTU21D,8011-01,PS801,700 SERIES,KPSI 380,NDT-1,FS20,FS22,4835A,AST43XX,D-SERIES,FS23,U5200,1201,1200,HPGS 750,FCA7300,AD-101,PS811,VS309-51N,KMXP,11207AC

选型指南 - TE CONNECTIVITY - 06/2019 PDF 英文下载

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633内置的速度传感器和直流加速度计彼此正交对准，允许用户在6个自由度方向中测量物体运动。

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【产品】0.05％FS重复精度的小型拉绳位移传感器

TE公近推出一款超紧凑结构设计的小型拉绳位移传感器SM1，采用精密塑料混合10K欧姆电位器可以提供精确的分压器输出信号，与弹簧式测量电缆的行程成线性比例，输出线性位置最远到25 inches（635 mm），可用的行程范围为2.5，7.5，12.5，25 inches。

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【经验】LVDT位移传感器选择连接器 or 引线？

最合适的选项是什么？连接器和引线提供了LVDT位移传感器的线圈与信号调理电子设备之间的电气连接。本文TE connectivity将提供一些有用的建议，可指导您确定为下一个传感器指定连接器还是引线。

设计经验发布时间 : 2022-06-05

TE Connectivity（泰科TE）传感器（位置传感器）解决方案

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

应用及方案 - TE CONNECTIVITY - 2016年02月 PDF 中文下载

TE提供适用于医用泵应用的力传感器、气泡检测传感器、各向异性磁阻位移传感器和温度传感器

TE Connectivity的力传感器可检测阻塞，以确认将药物输送给患者的管道内没有阻塞；气泡检测传感器能够积极识别各种类型液体中是否存在流动中断；各向异性磁阻 (AMR) 位移传感器可监测医用泵电机的角度或线性位移；温度传感器用于监测和控制输送到患者体内的注射液体的温度。

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应用方案发布时间 : 2021-12-07

【产品】恢复能力慢？试试恢复时间仅10S的温湿度传感器

TE湿度传感器采用DFN封装，其在低功耗,睡眠模式下的功耗典型值为0.06uw。。

新产品发布时间 : 2017-05-14

【产品】TE推出满足液压检测应用需求的可定制LVDT位移传感器，可以测量千分之一英寸和极高分辨率内的阀芯位置

2020 年 6 月 16 日 -TE Connectivity (TE)推出LVDT位移传感器，可根据 ICT非公路车辆设备和工业机床的液压应用要求提供标准和定制解决方案。LVDT 位移传感器针对液压阀和致动器进行了优化，精确度高、可靠、紧凑且适应性强。

新产品发布时间 : 2020-07-10

【应用】KMXP系列位移传感器，能在1-5mm范围之间提供10-50μm的精确度，可用于位置检测

TE的KMXP系列位移传感器采用AMR技术，可在高温等严苛环境中提供出色的精度和可靠准确的测量。严苛环境中的应用需要即使暴露于油渍、污垢和灰尘中也能表现良好的传感器。

应用方案发布时间 : 2021-08-31

【选型】TE 工业/军用级角位移传感器，旋转工作寿命可达到100×106转

TE公司的角位移传感器系列内部阻值相同，且都具有很好的输出平滑度，其中这三款角位移传感器中，6009系列和6008角位移传感器相对于6005系列角位移传感器的绝缘强度和尺寸更大。其中，6009系列位移传感器尺寸最大，额定功率也最大，能够满足大功率使用场合；6008系列位移传感器输出平滑度最好，适合应用于要求高精度调节应用场合；6005系列角位移传感器尺寸最小，功率最小。

器件选型发布时间 : 2018-09-20

【产品】比箔应变片输出高约60dB压电薄膜传感器，感测更灵敏

DT系列压电薄膜传感器的每微应变可产生超10mV电压，主要用作动态应变片和接触式麦克风。

新产品发布时间 : 2017-08-06

【应用】推荐XS-B位移传感器用于测量超声波探头对病人的作用力，外壳直径仅4.78 mm

超声波用高频声波作为其成像声源，超声波就是被检查的人体组织结构的反射声波。为了得到理想的检查结果，医生将尽可能使超声波探头靠近病人的检查部位，但也会引起病人的不适，为了既能得到理想检查效果，又不使病人产生严重不适，本文推荐TE 推出的XS-B,这是一款超小型LVDT，专门用于要求小物理尺寸的微型应用的精密位移测量，根据位移数据可推算得超声波探头对病人的作用力。

应用方案发布时间 : 2020-02-24