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1、摇2013年12月宇航计测技术Dec.,2013第33卷摇第6期JournalofAstronauticMetrologyandMeasurementVol.33,No.6試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試文章编号:1000-7202(2013)06-0020-06摇摇摇摇中图分类号:TM938摇摇文献标识码:A差动变压器式位移传感器的仿真建模研究任海燕摇李文璋摇朱廷伟摇王彦奎摇蒋晓彤(北京精密机电控制设备研究所,北京100076)摇摇摘摇要摇差动变压器式位移传
2、感器(LVDT)具有工作可靠性高、输出电压准确度高、线性度好等优点,在伺服系统中得以广泛应用。但传统的设计周期长、成本高,短时间内难以设计出线性度好的传感器。提出使用Max鄄well建立传感器模型的方法,利用Maxwell快速改变模型尺寸的优势,对影响传感器性能的补偿线圈绕法进行了仿真。经试验验证,该模型可有效地模拟真实产品,显著地提高实际工程中传感器的设计效率及产品的线性度。摇摇关键词摇差动变压器摇位移传感器摇模拟摇模型TheSimulationModelingResearchofLinearVariableDiffe
3、rentialTransformerDisplacementSensorRENHai鄄yan摇LIWen鄄zhang摇ZHUTing鄄wei摇WANGYan鄄kui摇JIANGXiao鄄tong(BeijingResearchInstituteofPreciseMechanicalandElectronicControlEquipment,Beijing100076)摇摇Abstract摇ThebenefitsofLVDTincludehighreliability,highaccuracyandgoodlinearit
4、y,soithasbeenwidelyutilizedintheservosystem.Butthetraditionaldesigncycleislongandthecostishigh,it爷sdifficulttodesignthegoodlinearitysensorinashorttime.Tosolvetheaboveproblems,amethodthathowtouseMaxwelltoestablishthesensormodelispresented.Accordingtotheadvantageso
5、fchangingsizequicklybyMaxwell,thecompensationcoil爷swindingsaresimulatedwhichimpacttheperformanceofsensor.Bytheverificationofexperiment,thismodlecaneffectivelysimulatetherealproduct.Thesemethodssignificantlyimprovethedesignefficiencyandlineaityintheactualproject.摇
6、摇Keywords摇Variabledifferentialtransformer摇Displacementsensor摇Simulation摇Model1摇引摇言可知,铁芯移动的位移量与输出电压有效值之间存在着某种线性关系。该种位移传感器具有工作可差动变压器式(linearvariabledifferentialtrans鄄靠,输出电压准确度高、线性度好,结构简单,灵敏度former,LVDT)位移传感器是利用电磁感应原理来测高,使用寿命长,环境适应性强等优点,在许多行业量位移量的一种装置,其基本组成主要包括铁芯、骨的
7、位移测量系统中得以广泛应用。架、激磁线圈、补偿线圈及屏蔽套等。由电磁学理论伺服机构中的LVDT位移传感器有其结构的特殊性和性能的严谨性,由于伺服系统结构紧凑,为传收稿日期:2013-01-18,修回日期:2013-03-07作者简介:任海燕(1984-),女,研究生,主要研究方向:伺服电子测量。摇第6期摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇差动变压器式位移传感器的仿真建模研究·21·感器留有的尺寸有限,所以要求位移传感器用较小的线径比得到较好的线性度。因此,伺服系统中使用的位移传感器经常采用阶梯补偿的方法来提高线性度。在传统设计中,
8、采用的是经验加试凑的方法:首先根据经验确定初始设计,然后通过不断“试制样机、试验冶对其修正,直至满足任务书要求。这种方法往往过于依赖设计者的经验,且需要制作大量的物理样机,设计周期长、成本高,难以在短时间内开发出一台满足要求的产品。而衡量一个差动变压器图1摇差动变压器等效电路有很多技术指标,但最主要的就是线性度、灵敏
