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基于 Simulink的差动变压器式角位移传感器（ RVDT）建模与仿真摘要为建立基于Simulink的差动变压器式角位移传感器的模型，并验证模型的正确性，本文对飞机上应用的差动变压器式角位移传感器的原理进行了深入分析，通过试验的方法得到了RVDT传感器的动态演化曲线，通过试验测试，获得了RVDT传感器的相关参数，利用所建模型进行了动态特性仿真和拟配分析。
结果表明：建立的Simulink模型与试验结果参数拟合，可体现RVDT传感器的静态特性和动态特性。
本文基于Simulink的差动变压器式角位移传感器（RVDT）建模方法，对于后续对RVDT传感器特性研究具有典型意义。
关键词传感器；RVDT；和值监控；建模中图法分类号 TP212.1；文献标志码 AModeling and Simulation of Differential Transformer Angular Displacement Sensor (RVDT) Based on SimulinkCAO Ruo-han1, DONG Zhen-yu2, LI Chao-chao 3,CHEN Yun-qiu 4（XiFei Design Department, AVIC Xi’an Aircraft Industr y (Group) Company Ltd. , Xi’an 710089,China）[Abstract] In order to establish the model of differential transformer angular displacement sensor based on Simulink and verify the correctness of the model, this paper analyzes the principle of differential transformer angular displacement sensor applied in aircraft, obtained the dynamic evolution curve of RVDT sensor through the test method, and obtains the relevant parameters of RVDT sensor through the test The dynamic characteristic simulation and matchinganalysis are carried out. The simulation results show that the static characteristics of the sensor can be fitted with the static characteristics of the sensor. In this paper, the modeling method of differential transformer angular displacement sensor (RVDT) based on Simulink is of typical significance for the subsequent research on the characteristics of RVDT sensor.[Key words] sensor; RVDT; sum value monitoring; modeling如果说飞机是人的躯体，那飞机上的各种传感器便是眼睛、耳朵和鼻子。
LVDT式位移传感器的原理Linearity Variable Differential Transducers简称 LVDT,中文译名为差动变压器式位移传感器,在世界范围内盛销数十年而不衰,足以看出它的各项性能在当前工业过程检测与试验领域中的适应性;随着系统对检测元件提出越来越高的要求同时,它的技术性能在不断的完善与发展,应用领域也在不断地更新与扩大;差动变压器LVDT的原理比较简单;它就是在一个线圈骨架1上均匀绕制一个一次线圈2作励磁;再在两侧绕制两个二次线圈3与4,与线圈同轴放置一个铁芯5,通过测杆6与可移动的物体连接;线圈外侧还有一个磁罩7作屏蔽,如图1－1示;在未引入铁芯以前,一次线圈通入交流电流后产生一个左右对称的沿轴向分布的交变磁场;交变磁场在两个对称放置的二次线圈上产生的感应电动势当然相等,引入铁芯后,铁芯在一次交变磁场的激励下,产生沿铁芯中心轴当然也是线圈的中心轴分布并与铁芯对称的交变磁场;这样,线圈中心轴上的磁感应强度就成为铁芯位置的轴向分布函数,于是两个二次线圈的感应电动势Es1与Es2也成了铁芯位置的函数;如果设计得当,两者可成为线性函数关系;将两个二次线圈差接后,即可获得与铁芯位移成线性关系的二次输出:Es=Es1-Es2;这就是LVDT的简单工作原理如图1-2示;LVDT式位移传感器的原理二差动变压器式位移传感器LVDT为电磁感应原理,其结构示意见图一;图一：LVDT工作原理图采用环氧树脂,不锈钢等材料作为线圈骨架,用不同线径的漆包线在骨架上绕制线圈;与传统的电力变压器不同;LVDT是一种开磁路弱磁耦合的测量元件;在骨架上绕制一组初级线圈,两组次级线圈,其工作方式依赖于在线圈骨架内磁芯的移动,当初级线圈供给一定频率的交变电压激励电压时,铁芯在线圈内移动就改变了空间磁场分布从而改变了初,次级线圈之间的互感量,次级线圈就产生感应电动势,随着铁芯位置的不同,互感量也不同,刺激产生的感应电动势也不同,这样就将铁芯的位移量实际的铁芯是通过测杆与被测物保持相接触,也就是被测物体的位移量变成电压信号输出,由于两个次级线圈电压极性相反,所以传感器的输出是两个次级线圈电压之差,其电压差值与位移量成线性关系图二LVDT电原理图当铁芯处在线圈正中间位置时两次级线圈感应电压相等但相位相反,其电压差值为零,当铁芯往右移动时,右边的次级线圈感应的电压大于左边;两线圈输出的电压差值大小随铁芯位移而成线性变化第一象限的实线段部分,这是LVDT有效的测量范围一半;当铁芯继续往右移动时两级线圈输出电压的差值不与铁芯位移成线性关系,此为缓冲,非测量区虚线段;反之,当铁芯自线圈中间位置向左边移动亦然;零点两边的实线段一般是对称的测量范围,只不过两者都是交流信号而相位差180″;。
实验二差动变压器式电感传感器的静态位移性能一、实验目的1、通过实验，掌握差动变压器式电感传感器的基本工作原理。
二、实验原理差动变压器式电感传感器是利用感应电动势的方法，将物理量（如位移、压力、力等）转换为电信号的电子传感器。
差动变压器式电感传感器的基本组成为：主变压器、感应线圈和吸引式铁芯。
其中主变压器的主要作用是调制、解调信号，感应线圈是感应位移的探头，吸引式铁芯则用于传递感应力或位移作用。
当感应线圈产生了位移时，感应线圈中的磁通量随之变化，从而产生了感应电动势。
通过差动测量，可以得到感应线圈中的感应电动势。
差动变压器式电感传感器在运转中，其电感值随着位移的变化而变化。
最终，差动变压器式电感传感器可以将位移信号转化为电信号，并将转化后的电信号输出。
差动变压器式电感传感器相对于其他传感器的优势在于，其精确度比较高，线性度良好，同时具有较高的抗干扰能力和稳定性，适用于许多高精度位移测量场合。
三、实验器材与仪器2、数字万用表3、直流稳压电源4、温度控制器5、实验样品四、实验步骤1、连接实验装置：将差动变压器式电感传感器、数字万用表、直流稳压电源和温度控制器按照电路线路图连成一整个电路。
待连接完毕后，检查各个实验器材连接是否牢固且正确。
2、打开电源：将直流稳压电源和温度控制器的电源开关打开。
3、调节电源电压：调节直流稳压电源输出电压为3V并固定。
4、测量初始电压：将数字万用表的测量回路连接至差动变压器式电感传感器的输出端口，调节温度控制器以达到室温环境下的温度值。
在测定之前，需要先将应变计（或激光信号测试仪等测试仪器）分别置于初态位置和终态位置，然后测量出其初始电压值和终态电压值，并记录下来。
5、应变测试：通过手动控制实验样品位移并使实验样品进行定量的变化，此时差动测量器的输出电压值也会相应变化。
根据变化的大小，对应获取测量结果，并记录下差动测量器的输出电压值。
6、数据分析：在完成实验测量之后，需要对实验测量数据进行分析，并得到本次实验的相关结论。
差动变压器式位移传感器的原理“同学们，今天咱们来好好讲讲差动变压器式位移传感器的原理。
”我站在讲台上对学生们说道。
差动变压器式位移传感器是一种常用的测量位移的传感器。
它主要是基于变压器的原理来工作的。
想象一下，有一个初级线圈，就像一个中心轴一样，然后在它的两边对称地放置两个次级线圈。
当有一个可移动的铁芯在这个线圈中间移动时，就会引起磁场的变化。
比如说，我们有一个实际的例子，在工业生产中，需要精确测量某个部件的微小位移。
这时就可以用到差动变压器式位移传感器。
当部件发生位移时，铁芯也跟着移动，这就导致两个次级线圈中的感应电动势发生变化。
通过测量这个变化，我们就能知道位移的大小和方向。
这种传感器有很多优点。
首先，它的测量精度比较高，可以检测到非常微小的位移变化。
其次，它的线性度好，输出信号与位移之间的关系比较简单直接，容易处理和分析。
而且，它的稳定性也不错，在不同的环境条件下都能可靠地工作。
同学们可能会问，那它有没有什么局限性呢？当然有啦。
比如，它对磁场干扰比较敏感，如果周围有强磁场存在，可能会影响测量结果。
还有，它的测量范围相对来说不是特别大，对于一些非常大的位移可能不太适用。
为了让大家更好地理解，我们再来看一个例子。
在汽车制造中，为了确保汽车的质量和性能，需要对一些关键部件的位移进行精确测量。
比如发动机的活塞位移，就可以用差动变压器式位移传感器来监测。
这样就能及时发现问题，保证汽车的正常运行。
在实际应用中，我们还需要注意一些问题。
比如要正确安装传感器，保证铁芯的运动顺畅。
还要对传感器进行定期校准，以确保测量的准确性。
总之，差动变压器式位移传感器是一种非常重要的传感器，在很多领域都有着广泛的应用。
希望同学们通过今天的学习，能对它有更深入的了解。
浅谈差动变压器式传感器及其应用
差动变压器式传感器是一种常用的非接触式传感器，主要用于测量物理量的变化，如位移、压力、力等。
它是由一对相互独立的电路组成，其中一个电路作为输入电路，另一个电路作为输出电路。
差动电路根据输入电路和输出电路的电势差进行测量，从而得出物理量的变化。
差动变压器式传感器的工作原理是输入电路和输出电路同时作用于磁性芯，在信号输入时，由于输入和输出电路的磁场相互作用，使得电路的感应电压发生变化。
这种电压变化的量与输入信号成正比，所以可以通过变压器的变比关系来测量输入物理量的变化。
在实际应用中，差动变压器式传感器的适用范围广泛。
其主要应用在工业自动化、航空航天、科学研究等领域。
具体应用包括以下几个方面：
1.位移测量：差动变压器式传感器可以测量物体的位移，
例如用于汽车的制动离合器，以及用于机械手和机器人系统的控制。
2.压力测量：差动变压器式传感器可以测量液体和气体的
压力，例如用于工业管道和油井等。
3.力测量：差动变压器式传感器可以测量力的大小和方向，例如用于桥梁、建筑和机器等的结构分析。
4.温度测量：差动变压器式传感器可以测量物体的温度、热量、热电势等，例如用于工业加热和冷却系统的控制。
总的来说，差动变压器式传感器具有响应速度快、测量精度高、稳定性好、可靠性高等特点，使其在工程领域中应用广泛。
同时，随着科技的不断发展和创新，差动变压器式传感器也将不断发展和完善。
[8] ANALOG DEVICES. LVDTsignal conditioner AD598.一、引言差动变压器式传感器的特点是灵敏度高、分辨力大，能测出0.1um更小的机械位移变化;传感器的输出信号强，有利于信号的传输；重复性好，在一定位移范围内，输出特性的线性度好，并且比较稳定，因此广泛应用于压力、位移传感器的设计制造中，尤其在航空、航天等环境恶劣、环境温度高的压力测量方面，也得到了广泛的应用。
二、方案论证1.参数要求给定原始数据及技术要求1）.最大输入位移为100mm2）灵敏度不小于80V/m3）非线性误差不大于10%4）零位误差不大于1mv5）.电源为9v，400HZ6）.最大尺寸结构为160mmX21mm2.方案讨论根据给定技术要求选择电感变换元件的类型及测量电路的形式，如图1所示图1、传感器的组成框图1）传感器电感变换元件类型的选择（1）测量范围小，如位移零点几微米至数百微米，且当线性范围也小时，常用E形或II形平膜硅钢片叠成的电感式传感器或差动变压器。
(2) 螺线管，常用于测量1mm以上至数百毫米的大位移，其线性范围也较大。
2）测量电路的选择测量电路主要依据选定的电感变换器的种类、用途、灵敏度、精度及输出形式等技术要求来确定。
3.螺管型差动变压器的工作原理差动输出电动势为。
所以，差动变压器输出电动势为两副边线圈互感之差的函数。
螺管型差动变压器结构复杂，常用二节式、三节式、一节式的灵敏度高，但三节式的零点较好。
差动变压器的工作原理类似变压器的作用原理。
这种类型的传感器主要包括有衔铁、一次绕组和二次绕组等。
一、二次绕组间的耦合能随衔铁的移动而变化，即绕组间的互感随被测位移改变而变化。
由于在使用时采用两个二次绕组反向串接，以差动方式输出，所以把这种传感器称为差动变压器式电感传感器，通常简称差动变压器。
图2为三节式螺管型差动变压器的示意图。
图2 三节式差动变压器的结构形式三．螺管型差动变压器的参数计算现以三节式螺管型差动变压器式传感器为例来说明参数的设计计算方法，其结构如图3。
差动变压器式电感传感器的静态位移性能实验实验报告差动变压器式电感传感器的静态位移性能实验实验报告实验三电感式传感器实验传感器实验三、电感传感器实验——差动变压器性能实验(一)实验内容1.项目一、差动变压器式电感传感器性能实验2.项目二、差动螺管式电感传感器的静态位移性能实验 (二)实验目的1.了解差动变压器式电感传感器的原理和工作情况2.了解差动螺管式电感传感器测量系统的组成和工作情况 (三)实验原理螺旋测微器产生位移，经弹性梁带动衔铁在线圈中移动，交流电源激励，数字电压表显示数字，计算机自动生成示波器显示波形。
(四)实验操做步骤实验项目一、1.将音频振荡器LV输出接至数字频率计和数据采集CH1，由频率计显示频率，计算机自动生成示波器显示波形，调节音频振荡器频率为4kHz，峰峰值为5V。
2.将音频振荡器LV输出接差动变压器一次绕组，输出接CH1。
3.调螺旋测微器使衔铁处于中心位置(输出为零)，向下每1mm读一个数。
实验项目二、1.按图接线2.将音频振荡器输出接至CH1，调节峰峰值为2V。
3.V/F表调至20V档。
4.接好电桥平衡网络、放大器、相敏检波器、LPF、V/F表、示波器。
5.将螺旋测微器与梁脱离，使梁处于自由状态;调节W1、W2，使输出最小(灵敏度最大)。
6.将螺旋测微器与梁相吸，调节螺旋测微器使输出最小(CH1示)，再向上移2.5mm。
7.调节移相器使输出最大(CH2示);观察检波器波形，若两半波不对称，则微调放大器调零电位器。
8.向下每0.5mm读一个数。
项目一数据表第 1 页共 1 页项目二数据表篇二:传感器与检测技术实验报告准考证号:100214101370 姓名:倪帅彪院校:河南科技大学专业名称:080302机械制造及自动化(独立本科段)《传感器与检测技术》实验报告实验一常用传感器(电感式、电阻式或电容式)静态性能测试一、实验目的:1(进一步认识电阻式、电感式、电容式传感器的工作原理、基本结构、性能与应用。
