差动变压器式位移传感器常见故障分析及解决方法

天津诺沃泰克自动化技术有限公司是机电一体化技术、电子信息技术的开发、咨询、服务型公司。目前本公司授权代理德国Novotechnik品牌的接触式及非接触式位移传感器、角度传感器等产品。并分销瑞士各类直线及角度光栅尺，以满足客户的不同需求。

随着我国国民经济的高速发展，自动化程度的不断提高，传感器的用量越来越大，开发高新技术位移传感器产品具有广阔的前景。该产品具有精度高，动态特性好，工作可靠，使用方便等特点。差动变压器式位移传感器(LVDT)可广泛应用于航天航空、机械、建筑、纺织、铁路、煤炭、冶金、塑料、化工以及科研院校等国民经济各行各业，用来测量伸长、振动、物体厚度、膨胀等的高技术产品。LVDT传感器结构分以下几个部分：外管，内管，线圈，前后端盖，电路板，屏蔽层，出线等部分构成。外管采用不锈钢制成，内管可采用不锈钢或塑料等。电路板的作用是提供LVDT的初线线圈一个激励信号，通过差动变压器原理，在次级产生的输出信号进入电路板进行信号处理，使输出信号变成标准的可被计算机或PLC使用的电压0-5V或4-20mA输出。

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  MUW250系列信号转换器

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  MAP300&400系列信

LVDT工作原理

LVDT 的工作原理类似于变压器的作用原理，采用线性差动变压器测量位置。在外壳中有3个绕组，主要包括铁心、初级线圈和两个次级线圈，如图1所示，初级线圈S、次级线圈S1、S2分布在线圈骨架上，线圈内部有一个可自由移动的杆状衔铁。当衔铁处于中间位置时，两个次级线圈产生的感应电动势相等，这样输出电压为0;当衔铁在线圈内部移动并偏离中心位置时，两个线圈产生的感应电动势不等，有电压输出，其电压大小取决于位移量的大小。为了提高传感器的灵敏度，改善传感器的线性度，增大传感器的线性范围，设计时将两个线圈反串相接、两个次级线圈的电压极性相反，LVDT输出的电压是两个次级线圈的电压之差，这个输出的电压值与铁芯的位移量成线性关系。

差动变压器式位移传感器常见故障分析及解决方法

图1 LVDT原理图

在通常的油动机控制应用中，LVDT输出的行程反馈电压信号送到伺服放大器，与阀位控制指令信号进行比较，差值经伺服放大器功率放大并转换为电流信号后，驱动电液伺服阀控制油动机，控制阀门的开启和关闭。当阀门开度达到指令要求后，伺服放大器比较差值为零，于是阀门处于新的稳定位置。

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  LWH系列传感器

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  YLW系列直线位移传感

常见故障及处理方法

1、LVDT 线圈磨损、反馈杆断裂

目前，大部分给水泵汽轮机的调速汽门LVDT是通过螺母、垫片、连接件与油动机连接的，由于运行时机组振动、LVDT安装时反馈杆与线圈不同心等原因，在调门长时间的来回动作之后，LVDT会产生松动或磨损，直接导致LVDT 线圈被磨损甚至损坏，LVDT反馈杆脱落或断裂等故障。

为防止LVDT反馈杆断裂或脱落对机组安全运行的影响，可采取以下技术措施：(1)在安装LVDT时，注意调整LVDT的同心度，保证LVDT反馈杆在调节阀全行程范围内始终与阀杆保持平行，安装后应测试LVDT的行程特性。另外，LVDT应按制造厂要求定期更换，其线圈尽量远离高温热源。(2)检查阀门阀杆或油动机阀杆在运行中，是否有阀杆转动的现象，导致LVDT的反馈杆位置与线圈套筒同心度偏离。如有这种情况，可联系制造厂进行针对性的优化改造。

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  TLH-400系列传

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  LWG系列传感器

2、LVDT信号电缆屏蔽不良

由于LVDT直接与阀门的油动机连接，靠近蒸汽阀门本体，环境温度高，同时一些工程在基建安装期间使用的信号电缆质量较差，经过一段时间的运行后，信号电缆的绝缘性能下降，屏蔽功能不良，容易造成LVDT的信号回路中串入干扰信号，使LVDT产生虚假信号。

如发现由于干扰造成的 LVDT 信号失真、扰动问题，可采取以下技术措施：(1)更换屏蔽性能较差的LVDT信号电缆，采用耐高温防干扰的高品质屏蔽电缆;(2)检查信号屏蔽方式是否按设计要求完成，建议可对LVDT 信号电缆采取就地屏蔽浮空，在电子间机柜接地端单点接地的方式;( 3) 在机组常规检修期间，对LVDT 的信号电缆的接地及屏蔽情况进行检查，发现异常及时处理。