LVDT的界面电子学必须用正弦波激发一次侧绕组,然后对二次侧产生的两个波形进行解调;现代集成电路使这个模拟信号过程相当简单。
第1部分的这个常见问题,看了LVDT激励,解调和波形的基础。本部分介绍了实现LVDT信号调理接口的两个标准集成电路。
问:LVDT接口电路位于哪里?
答:通常,它被安置在离LVDT相当近的地方,以尽量减少噪声和电压降,并为了方便。然而,与射频和功率电路不同的是,在大多数情况下,几英寸或几十厘米的中等距离不是问题,因为lvdt是低频的,电流驱动/响应磁场换能器。这是一个包装和性能同样重要的问题。
问:当你想要的是一个对应位置的直流输出或数字化输出时,为什么在LVDT和接口之间运行所有这些电线?
答:你可以购买将接口电路嵌入LVDT本体内部的LVDT,因此连接到LVDT的只是电源、接地和模拟和/或数字输出。虽然这简化了接口布线,但它也有一些缺点:LVDT和电路现在是“连接”的,不再独立;整体装配比LVDT本身略大,因此可能会出现包装或安装问题,而且通常最重要的是,LVDT失去了许多坚固性特性,因为“电子”不像LVDT可以(振动,温度)那样坚固。此外,可用的lvdt的范围更有限,因为大多数lvdt是无电子的。使用带有修正电子元件的LVDT的决定取决于应用程序的优先级和目标。
问:有哪些ic可用于LVDT接口?
答:IC供应商,包括Analog Devices和Texas Instruments,提供基于模拟的LVDT IC。也有一些LVDT电路使用广泛的数字信号处理(DSP)来创建激励波形,实现解调,提供滤波,以及添加许多其他高级功能。然而,通常情况下,DSP方法的成本和功耗与它的优点相比并不好。因此,大多数LVDT集成电路都是模拟的,在后端进行任何数字化处理。
问:你能提供更多关于标准ic的细节吗?
答:考虑Analog Devices AD698,这是一款基本的全模拟LVDT信号调节器(图1).它通过低失真正弦波振荡器提供高达24 Vrms的差分驱动LVDT初级。单个外部电容决定了20hz到20khz的激励频率。如果LVDT输出需要数字化,用户提供的A/D转换器具有与应用需求相适应的精度、速度和分辨率。
该IC只需要几个外部无源组件来设置频率和增益,并将原始LVDT输出转换为缩放的直流信号(图2).它采用两个同步解调通道分别检测主次振幅。AD698将二次波的输出除以一次波的振幅,再乘以一个比例因子。这消除了由于主驱动器振幅漂移引起的比例因子误差,从而提高了温度性能和稳定性。它使用了一个比率结构,所以没有必要的调整,而温度稳定性得到了提高。这样做也简化了换能器的互换性。
问:德州仪器公司怎么样?
答:PGA970是LVDT信号调节器,除了模拟前端,还包括A/D转换器和其他数字功能(图3).三通道,低噪声,可编程增益,模拟前端,后面是三个独立的24位δ -sigma A/D转换器。该设备还包含一个数字信号解调块,与集成的ARM-Cortex M0 MCU接口,以实现存储在其非易失性存储器中的自定义传感器补偿算法。外部I/O通过SPI、OWI、GPIO或PWM数字接口实现。
除了主要功能部件,PGA970还配备了设备诊断、传感器诊断和集成温度传感器,以提供关于整个系统和LVDT完整性的保护和信息。
结论
LVDT不仅是一种独特的、应用非常广泛的位置传感器,因为它结合了精度和多方面的坚固性,而且驱动主侧和解调次侧信号所需的电子器件非常适合模拟ic。因此,在许多科学、工业和航空航天应用中,它仍然是一个受欢迎的传感器。
EE世界引用
LVDT位置传感器,第1部分:基础和原理
LVDT位置传感器,第2部分:特性
检定环-自重校准的替代方法,第2部分
微型LVDT位置传感器适用于苛刻的高压环境
微型LVDT传感器在狭小的空间中提供精确的位置/路径测量
为核电厂设计的抗辐射LVDT线性位置传感器
LVDT位置传感器在机器人应用中提供反馈
高压和耐海水的位置传感器
极高温位置传感器
外部引用
专利2,196,809,”遥测系统”
传感器维基。”线性可变差动变压器(LVDT)”
维基百科,“线性可变差动变压器”
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H.G. Schaevitz LLC/联盟传感器集团,”LVDT位置传感器产品”
模拟设备”,线性可变差动变压器”
模拟设备”,两种新的LVDT接口ic提供模拟或数字输出选择”
模拟设备”,利用直接有效值到直流转换的精确LVDT信号调理”
模拟设备”,带同步解调的低功率LVDT信号调理器”
模拟设备”,AD698通用LVDT信号调节器”
模拟设备”,LVDT信号调理电路”
德州仪器。”lvdt传感器信号调理背景下的比率测量”
德州仪器。”LVDT应用的PGA970用例”
德州仪器。”PGA970 LVDT传感器信号调节器”
了下:传感器提示