線性可變差分變壓器（LVDT）已問世多年，一直是絕對(duì)位置測量普遍使用的傳感技術(shù)。該器件相對(duì)簡單、能在寬溫度范圍內(nèi)工作、具有極精細(xì)的分辨率、可靠性高、不易損壞、非常適合從微米級(jí)至幾個(gè)英寸的線性測量，缺點(diǎn)是當(dāng)行程超過±3in時(shí)就不那么經(jīng)濟(jì)實(shí)用。

　　基本結(jié)構(gòu)

　　基本LVDT（見圖1）由3個(gè)中孔的軸向?qū)R的固定線圈組成，一個(gè)鐵芯可在孔膛內(nèi)自由移動(dòng)。在鐵芯和孔膛之間有足夠的間隙，防止相互接觸。中心線圈是變壓器初級(jí)，由50Hz~10K Hz恒定頻率交流波形驅(qū)動(dòng)。兩側(cè)次級(jí)線圈是反向串聯(lián)繞制的，因而它們的電壓是互相抵消的。

　　圖1 LVDT的基本結(jié)構(gòu)

　　圖2 （A）典型的LVDT具有園柱型外殼和獨(dú)立的鐵芯 （B）標(biāo)準(zhǔn)頭結(jié)構(gòu)LVDT具有內(nèi)置鐵芯組合件

　　工作原理

　　當(dāng)鐵芯位于中心時(shí)，由于變壓作用，每個(gè)次級(jí)繞組感應(yīng)一個(gè)幅度相等的電壓，然而次級(jí)繞組是按反向串聯(lián)繞制的，兩個(gè)電壓相位相反，因此產(chǎn)生的輸出電壓在理論上為0V，零值的正確位置應(yīng)是兩個(gè)次級(jí)繞組輸出最低值時(shí)的位置。當(dāng)然，零電壓在解調(diào)后是沒有意義的。當(dāng)鐵芯移動(dòng)至零位的一側(cè)時(shí)，線圈上的電壓，一個(gè)增加，另一個(gè)減少，在輸出導(dǎo)線上形成一個(gè)穩(wěn)定的增長電壓，這個(gè)交流電壓經(jīng)整流或解調(diào)后產(chǎn)生一個(gè)直流輸出電壓，其幅度隨鐵芯離零位的距離而增加，而極性（正或負(fù)）表示行進(jìn)的方向。例如，LVDT的量程為±1.000in，解調(diào)后能提供±1.000V直流輸出信號(hào)。那未，輸出將從正滿量程1.000in的+1V 線性地變化，降至零位的0V，然后當(dāng)?shù)竭_(dá)負(fù)滿量程時(shí)繼續(xù)下降至-1.000V。

　　由于鐵芯是電感性耦合至線圈的，運(yùn)動(dòng)的鐵心和靜止的部件（線圈、外殼）之間不存在任何機(jī)械接觸，因而LVDT是一種非接觸式位置傳感器，這表明，它可用于不斷地運(yùn)動(dòng)著的應(yīng)用，不必?fù)?dān)心它是否會(huì)磨損。當(dāng)然，要是用機(jī)械裝配來對(duì)齊線圈組件，那末總會(huì)有一些磨損，使用壽 應(yīng)根據(jù)具體裝配方法來評(píng)估（圖2）。

　　LVDT還是一種絕對(duì)位置傳感器，它提供相對(duì)于一個(gè)固定基準(zhǔn)的距離讀數(shù)，而不是相對(duì)于前一個(gè)位置的讀數(shù)。這在高噪聲工業(yè)環(huán)境中是十分重要的，當(dāng)外部原因破壞測量數(shù)據(jù)時(shí)仍能保證正確的信號(hào)。

　　表1 各種技術(shù)的比較

　　圖2（B）的LVDT稱為標(biāo)準(zhǔn)頭結(jié)構(gòu)。它有一個(gè)安裝螺紋，一個(gè)裝有彈簧或空氣壓縮返回裝置的線圈架以及線性支承，用于線圈對(duì)齊。標(biāo)準(zhǔn)頭結(jié)構(gòu)具有便于安裝和對(duì)齊的優(yōu)點(diǎn)。既使機(jī)械元件最終會(huì)部分磨損，亦不影響傳感器的精度。

　　LVDT鐵芯是由相對(duì)高導(dǎo)磁率配方的鐵鋁合金制作的，并經(jīng)熱處理來確保沿長度的均勻?qū)Т怕?。鐵芯帶有供安裝用的內(nèi)螺紋。為了獲得均勻的導(dǎo)磁率，熱處理應(yīng)在鐵芯切割成所需的長度并車上螺紋后進(jìn)行。在鐵芯和被測體之間連接有鐵芯延長棒，延長棒用低導(dǎo)磁率材料制作，此如塑料、鋁、黃銅、不銹鋼等。