康建飞 杨宝玉 李战兵

(1中国科学院上海技术物理研究所 上海 200083)(2中国科学院大学 北京 100049)

制冷机用差动变压器式位移传感器仿真与设计

康建飞1,2杨宝玉1李战兵1,2

(1中国科学院上海技术物理研究所 上海 200083)(2中国科学院大学 北京 100049)

为了设计出制冷机最适用的位移传感器，构建了现用传感器的有限元模型，并对输出特性作了仿真分析及实验验证，进一步利用该模型指导了二段式结构的设计及优化。利用该有限元模型设计的样品的实验结果与仿真结果基本吻合，该模型对差动变压器式位移传感器的分析计算有效可行。

制冷机 差动变压器 位移传感器 仿真设计

1 引 言

差动变压器式(Linear Variable Differential Transformer，LVDT)位移传感器是一种基于电磁感应原理工作的位移测量装置，能够将机械位移信号转换为电信号，从而实现位移的测量。LVDT位移传感器一般由初级线圈、两个次级线圈、骨架、铁芯等组成，具有寿命长、无摩擦测量、无限的分辨率、环境适应性好等特点，因此在机械制造、伺服控制领域广泛使用[1]。压缩机输入冷头的PV功通常采用LVDT位移传感器来测量[2]，LVDT位移传感器在制冷机当中一般安装于压缩机或膨胀机的两端，如图1所示，铁芯通过连杆与活塞相连，给定初级线圈正弦激励电压，活塞带动铁芯移动，次级线圈产生感应电压由信号调节电路处理信号，最终得到活塞位移。

图1 位移传感器工作系统图Fig.1 Picture of LVDT system

关于LVDT位移传感器设计，在以往主要利用磁路分析法和实验研究的方法，耗时长、成本高，要设计出适用于不同制冷机的LVDT位移传感器对设计者的设计经验有很高的要求。……