LVDT智能传感器:平整度检测的利器

2025-02-13
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摘要 在日益迅猛发展的工业生产中,产品表面的平整度是衡量产品质量的重要指标之一。平整度检测广泛应用于各个行业,如汽车制造、航空航天、电子设备等。如电机行业中电池或手机外壳的平面度检测、半导体行业应用于液晶面板的平面度检测等。


在日益迅猛发展的工业生产中,产品表面的平整度是衡量产品质量的重要指标之一。平整度检测广泛应用于各个行业,如汽车制造、航空航天、电子设备等。如电机行业中电池或手机外壳的平面度检测、半导体行业应用于液晶面板的平面度检测等。

与此同时,在传统的平整度检测中存在效率低、精度差等问题,而LVDT(线性可变差动变压器)传感器以其高精度、高可靠性、无摩擦测量等优点,在现代物体平整度检测中得到了广泛应用。

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工作原理:

LVDT传感器是一种电磁感应式传感器,其工作原理基于法拉第电磁感应定律。LVDT由一个初级线圈和两个次级线圈组成,线圈缠绕在一个铁芯上。当铁芯位于中心位置时,两个次级线圈的输出电压相等,相位相反,抵消后输出电压为零。当铁芯沿轴向移动时,两个次级线圈的输出电压发生变化,差值与铁芯的位移成线性关系。通过测量输出电压的变化,可以精确地测量铁芯的位移。

LVDT传感器外壳通常采用不锈钢保护套,中间包裹具有高磁导率的磁屏蔽层以及防潮层,可在强磁场、大电流、潮湿、粉尘等恶劣环境下使用,部分工业级LVDT采用特种材料(如陶瓷密封或哈氏合金外壳),可在250°C高温或1000bar高压环境下工作。

LVDT传感器主要特点

1. 无摩擦测量:在使用过程中,铁芯和线圈之间没有机械接触,因此LVDT不存在蹭擦、拖曳或其他摩擦途径。

2. 机械寿命无限长:由于铁芯和线圈之间通常没有接触,因此LVDT没有部件会相互摩擦或磨损。

3. 无限的分辨率(理论上具有无限分辨率,实际分辨率可达微米甚至纳米级,具体取决于信号调理电路的性能。):在无摩擦结构中根据电磁耦合原则操作,LVDT可以测量铁芯位置极小的变化。

4. 零位可重复性:LVDT固有零点位置非常稳定且可重复,即使超过其很宽的工作温度范围也是一样的。  

5. 轴向抑制:LVDT传感器对于铁芯的轴向运动非常敏感,径向运动相对迟钝。这样LVDT可以用于测量不是按照精准直线运动的铁芯。

6. 抗超程序坏:大多数LVDT的内部孔在两端都是开口的,如果发生意外的超程,则铁芯能够完全通过传感器线圈配件,而不会导致损坏。

7. 快速动态响应:由于常规操作过程中不存在摩擦,因此LVDT可以很快地响应铁芯位置的变化。

8. 绝对输出:LVDT传感器输出为与位置直接相关的模拟信号,如果发生断电,无需重新校准即可恢复测量(断电后需重新上电才能获取当前位移值)

LVDT传感器的局限性:

测量范围较小(通常为±0.1mm至±250mm),超大位移需其他传感器。

需外接振荡器和解调电路,系统复杂度较高。

高频动态测量(>1kHz)可能受铁芯惯性和电路带宽限制。

LVDT常见【平整度检测】应用:

·工件表面平整度检测: 通过将LVDT探头接触工件表面,可以测量工件表面的高度变化,从而评估其平整度。

板材平整度检测: 在板材生产过程中,通过阵列式LVDT布局,配合自动化扫描机构,可实现大尺寸板材的全表面平整度映射。

·晶圆平整度检测: 在半导体行业中,晶圆的平整度对芯片的性能有重要影响。LVDT可以用于精确测量晶圆表面的平整度。

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兰宝传感LVDT智能传感器:

*微米级重复精度

5-20mm多量程可选

输出方式全面,开关量,模拟量,RS485可选

低至3N的感应头压力,无论金属还是玻璃表面都可以无磨损检测

外形尺寸丰富,满足各种应用空间

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上海兰宝传感科技股份有限公司创建于1998年,中国领先的工业自动化产品供应商,面向全球市场,专业从事工业传感技术自主创新、工业传感测控系统与行业解决方案开发的国家级专精特新小巨人企业,致力于为工业客户智能制造升级赋能,让工业生产更智能、更高效、更清洁、更安全。

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