毛小玲 董伟超

摘要：基于飞行试验中角度参数测试需求，通过研制一种非接触式线位移（LVDT）传感器，实现机载条件下机械结构角位移的高精确测量，保证型号任务的完成。在深入探讨差动变压器型LVDT工作原理的基础上，对传感器的结构和特性进行分析与设计，探讨了结构参数的选取原则及各参数对LVDT性能的影响规律。简要介绍了LVDT的灵敏度设计和零位电压误差的控制，总结了LVDT作为典型信号调理装置在工程中的应用。

关键词：差动变压器，参数设计，灵敏度，信号调理

1 传感器工作原理

LVDT线位移传感器采用差动变压器式原理，初级和次级线圈完全隔离，为非接触式设计。外部正弦波信号激励初级线圈，通过初级线圈与次级线圈弱电磁耦合，使得铁芯的位移变化量与输出电压变化量呈精密线性关系，通过电压测量即可获得线位移信息，即传感器芯轴机械移动传递到与之相连的铁芯，改变线绕线圈的感应电压，输出与

铁芯移动距离成比例的电压输出信号，通过调节电路将LVDT的原始输出信号转换为一个比例直流信号。

LVDT线位移传感器采用螺管型差动变压器结构，由初级线圈P、两个次级线圈S1、S2和插入线圈中央的铁芯b组成，结构形式为四节式，采用该结构可以改善传感器线性度。

2 结构设计和参数确定

2.1 结构组成

LVDT线位移传感器采用差动变压器式原理，主要由线铁芯、连杆、骨架、激励绕组、2个对称分布的输出绕组、调节电路、壳体、电缆等部分组成。……