隨著我國國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，自動化程度的不斷提高，傳感器的用量越來越大，開發(fā)高新技術(shù)位移傳感器產(chǎn)品具有廣闊的前景。該產(chǎn)品具有精度高，動態(tài)特性好，工作可靠，使用方便等特點。差動變壓器式位移傳感器(LVDT)可廣泛應用于航天航空、機械、建筑、紡織、鐵路、煤炭、冶金、塑料、化工以及科研院校等國民經(jīng)濟各行各業(yè)，用來測量伸長、振動、物體厚度、膨脹等的高技術(shù)產(chǎn)品。LVDT傳感器結(jié)構(gòu)分以下幾個部分：外管，內(nèi)管，線圈，前后端蓋，電路板，屏蔽層，出線等部分構(gòu)成。外管采用不銹鋼制成，內(nèi)管可采用不銹鋼或塑料等。電路板的作用是提供LVDT的初線線圈一個激勵信號，通過差動變壓器原理，在次級產(chǎn)生的輸出信號進入電路板進行信號處理，使輸出信號變成標準的可被計算機或PLC使用的電壓0-5V或4-20mA輸出。

LVDT工作原理

LVDT 的工作原理類似于變壓器的作用原理，采用線性差動變壓器測量位置。在外殼中有3個繞組，主要包括鐵心、初級線圈和兩個次級線圈，如圖1所示，初級線圈S、次級線圈S1、S2分布在線圈骨架上，線圈內(nèi)部有一個可自由移動的桿狀銜鐵。當銜鐵處于中間位置時，兩個次級線圈產(chǎn)生的感應電動勢相等，這樣輸出電壓為0;當銜鐵在線圈內(nèi)部移動并偏離中心位置時，兩個線圈產(chǎn)生的感應電動勢不等，有電壓輸出，其電壓大小取決于位移量的大小。為了提高傳感器的靈敏度，改善傳感器的線性度，增大傳感器的線性范圍，設(shè)計時將兩個線圈反串相接、兩個次級線圈的電壓極性相反，LVDT輸出的電壓是兩個次級線圈的電壓之差，這個輸出的電壓值與鐵芯的位移量成線性關(guān)系。

圖1 LVDT原理圖

在通常的油動機控制應用中，LVDT輸出的行程反饋電壓信號送到伺服放大器，與閥位控制指令信號進行比較，差值經(jīng)伺服放大器功率放大并轉(zhuǎn)換為電流信號后，驅(qū)動電液伺服閥控制油動機，控制閥門的開啟和關(guān)閉。當閥門開度達到指令要求后，伺服放大器比較差值為零，于是閥門處于新的穩(wěn)定位置。

常見故障及處理方法

1、LVDT 線圈磨損、反饋桿斷裂

目前，大部分給水泵汽輪機的調(diào)速汽門LVDT是通過螺母、墊片、連接件與油動機連接的，由于運行時機組振動、LVDT安裝時反饋桿與線圈不同心等原因，在調(diào)門長時間的來回動作之后，LVDT會產(chǎn)生松動或磨損，直接導致LVDT 線圈被磨損甚至損壞，LVDT反饋桿脫落或斷裂等故障。

為防止LVDT反饋桿斷裂或脫落對機組安全運行的影響，可采取以下技術(shù)措施：(1)在安裝LVDT時，注意調(diào)整LVDT的同心度，保證LVDT反饋桿在調(diào)節(jié)閥全行程范圍內(nèi)始終與閥桿保持平行，安裝后應測試LVDT的行程特性。另外，LVDT應按制造廠要求定期更換，其線圈盡量遠離高溫熱源。(2)檢查閥門閥桿或油動機閥桿在運行中，是否有閥桿轉(zhuǎn)動的現(xiàn)象，導致LVDT的反饋桿位置與線圈套筒同心度偏離。如有這種情況，可聯(lián)系制造廠進行針對性的優(yōu)化改造。

2、LVDT信號電纜屏蔽不良

由于LVDT直接與閥門的油動機連接，靠近蒸汽閥門本體，環(huán)境溫度高，同時一些工程在基建安裝期間使用的信號電纜質(zhì)量較差，經(jīng)過一段時間的運行后，信號電纜的絕緣性能下降，屏蔽功能不良，容易造成LVDT的信號回路中串入干擾信號，使LVDT產(chǎn)生虛假信號。

如發(fā)現(xiàn)由于干擾造成的 LVDT 信號失真、擾動問題，可采取以下技術(shù)措施：(1)更換屏蔽性能較差的LVDT信號電纜，采用耐高溫防干擾的高品質(zhì)屏蔽電纜;(2)檢查信號屏蔽方式是否按設(shè)計要求完成，建議可對LVDT 信號電纜采取就地屏蔽浮空，在電子間機柜接地端單點接地的方式;( 3) 在機組常規(guī)檢修期間，對LVDT 的信號電纜的接地及屏蔽情況進行檢查，發(fā)現(xiàn)異常及時處理。