线性可变差动变压器与旋转可变差动变压器之间的区别 (LVDT 与 RVDT)

LVDT 和 RVDT 都是将位移转换为电信号的无源传感器。LVDT 和 RVDT 都是感应式传感器，其结构类似于变压器。

在本文中，我们将重点介绍 LVDT 和 RVDT 之间的全部区别。让我们从一些基础知识开始，以便更容易理解它们之间的区别。

什么是 LVDT？

LVDT 代表线性可变差动变压器。它是一种无源感应式传感器，用于将线性位移转换为电信号进行测量。

典型的 LVDT 由一个初级绕组、两个次级绕组和一个矩形铁心组成，该铁心可以在初级绕组内线性移动。因此，LVDT 是一种传感器，但其基本结构类似于变压器，因此得名。

交流电流电源提供给 LVDT 的初级绕组，而两个次级绕组保持在初级绕组两侧等距的位置。当 LVDT 的铁心沿不同方向线性移动时，它会在输出端产生差动电压。

基本上，提供给 LVDT 初级绕组的交流输入电源会产生交变磁场。这种变化的磁场会在 LVDT 的两个次级绕组中感应出电压。LVDT 铁心的移动会导致次级绕组中产生的电压发生变化。

因此，根据铁心的移动，LVDT 的工作可能有三种不同的情况：

当铁心位于其正常位置时，两个次级绕组中感应的电压将相等。因此，输出端的差动电压为零。
当 LVDT 的铁心向正常位置左侧移动时。在这种情况下，与次级绕组 S¹ 耦合的磁通量大于 S² 的磁通量。因此，S¹ 中产生的电压大于 S² 中产生的电压。因此，输出端的差动电压由下式给出：$$E_o\:=\:E_{s1}\:-\:E_{s2}$$
当铁心从正常位置向右侧移动时，在这种情况下，与 S² 耦合的磁通量大于 S¹ 的磁通量。因此，输出端的差动电压由下式给出：
$$E_o\:=\:E_{s2}\:-\:E_{s1}$$

因此，从 LVDT 的这些工作情况可以看出，LVDT 输出端的差动电压变化与铁心的位移成正比。

RVDT 代表旋转可变差动变压器。RVDT 也是一种感应型无源传感器，它将角位移转换为电信号。

基本上，RVDT 的结构和工作原理与 LVDT 有些相似。但是，RVDT 包含一个凸轮状铁心，该铁心可以在 RVDT 的绕组之间自由旋转。

可以通过考虑以下三种情况来理解 RVDT 的工作原理：

当铁心位于零位时。输出端的差动电压将为零，这是因为两个次级绕组中感应的电压相等。
当 RVDT 的铁心顺时针旋转时。在这种情况下，与次级绕组 S1 耦合的磁通量大于 S2 的磁通量。因此，输出端的差动电压为：$$E_o\:=\:E_{s1}\:-\:E_{s2}$$
当铁心逆时针旋转时，在这种情况下，与 S2 耦合的磁通量大于 S1 的磁通量。因此，输出端的差动电压由下式给出：$$E_o\:=\:E_{s2}\:-\:E_{s1}$$

因此，很明显，RVDT 输出端的差动电压与铁心的角位移成正比。

LVDT 和 RVDT 都是用于测量位移的无源传感器。但是，LVDT 和 RVDT 之间存在一些差异，如下表所示。

差异依据	LVDT	RVDT
全称	LVDT 代表线性可变差动变压器。	RVDT 代表旋转可变差动变压器。
定义	LVDT 是一种将线性位移转换为电信号的无源传感器。	RVDT 是一种将角位移转换为电信号的无源传感器。
变压器铁心的形状	LVDT 具有矩形铁心。	RVDT 具有凸轮形铁心。
铁心的运动	在 LVDT 中，铁心的运动是线性的。	在 RVDT 中，铁心的运动是圆形的。
测量因素	LVDT 用于测量线性位移。	RVDT 用于测量角位移。
测量范围	LVDT 可以测量 ± 100 μm 到 ± 25 cm 范围内的线性位移。	RVDT 可以测量 + 40° 到 – 40° 范围内的角位移。
输入电压	典型 LVDT 的输入电压的有效值范围为 1 V 到 24 V。	RVDT 的输入电压的有效值高达 3 V。
频率范围	LVDT 的工作频率范围为 50 Hz 到 20 kHz。	RVDT 的工作频率范围为 400 Hz 到 20 kHz。
灵敏度	LVDT 的灵敏度相对较高，大约等于 2.4 mV/伏特/单位位移。	RVDT 的灵敏度较低，其范围为每伏特每度旋转 2 mV 到 3 mV。
应用	LVDT 用于不同的测量系统，例如重量测量、压力测量和位移测量。它也用于产品检验。	RVDT 用于多个控制系统，例如雷达和天线系统、火控系统以及许多其他精密控制应用。

从以上讨论可以得出结论，LVDT 和 RVDT 都是用于分别测量线性和角位移的无源传感器。

Manish Kumar Saini

更新于：2022年9月22日

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