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LVDT位移传感器测量误差主要来源分析

浏览次数: 日期:2018-10-08 09:32:16

       LVDT位移传感器是基于电磁感应原理设计的高精度电感式位移传感器,适用于微位移精密计量与控制场合,是各类实验设备、工业机械及自动化控制系统实现线性位移测量与反馈的可靠工具。传感器测量误差来源较为广泛,其中非线性误差、温漂及随机噪声干扰造成的误差是影响LVDT位移传感器性能的主要因素。

       LVDT位移传感器非线性误差是指传感器测量值与真实值间不成线性比例,测量值与真实值之间的误差。非线性误差是位移传感器主要误差来源,误差大小同时受传感器电路设计和外界环境因素制约,通常情况下,位移传感器品牌产品电路设计更为合理,非线性误差相对较低,可满足用户高精度测控需求。非线性误差无法消除,不过生产厂家可以通过电路补偿降低非线性误差,提高传感器测量精度。

    温度变化对LVDT位移传感器性能具有一定程度的影响,包括机械膨胀与传感器电磁性能。外界温度变化时,因为材料热涨系数的不同,传感器衔铁与绕组线圈之间发生相对位移变化,影响传感器输出信号的真实性,产生零点迁移问题。温度变化可改变LVDT位移传感器初级线圈输入电流或者衔铁的电磁属性,从而造成传感器电气属性的变化,影响测量精度。生产厂家主要通过补偿电路调节温度变化对传感器性能的影响,降低传感器的温漂系数。高精度位移传感器的温漂系数较低,外界温度变化都传感器信号输出影响不大,否则,所谓的高精度就变得没有任何意义。

    随机噪声干扰主要是指传感器在信号转换及传输过程中混入的干扰信号,既有传感器电路设计产生的噪声,也有通过设备及传输线缆串入的噪声。简单的电路设计可有效提高传感器信噪比,减少产品设计产生的噪声干扰。来自外界环境的噪声干扰源较为广泛,例如:设备产生的静电干扰;不合理接地产生的环电流;传感器周边存在的电磁干扰源及射频干扰源;设备强电线路及其他有噪声传输线信号串入;工业电源存在的工频干扰及谐波干扰等。LVDT位移传感器安装与接线规范操作,或者加装相应的屏蔽装置、滤波软件,可减少外部噪声干扰造成的影响。

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