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LVDT位移傳感器工作原理

LVDT 的工作原理類似于變壓器的作用原理，采用線性差動變壓器測量位置。在外殼中有3個繞組，主要包括鐵心、初級線圈和兩個次級線圈，如圖1所示，初級線圈S、次級線圈S1、S2分布在線圈骨架上，線圈內部有一個可自由移動的桿狀銜鐵。當銜鐵處于中間位置時，兩個次級線圈產生的感應電動勢相等，這樣輸出電壓為0；當銜鐵在線圈內部移動并偏離中心位置時，兩個線圈產生的感應電動勢不等，有電壓輸出，其電壓大小取決于位移量的大小。為了提高傳感器的靈敏度，改善傳感器的線性度，增大傳感器的線性范圍，設計時將兩個線圈反串相接、兩個次級線圈的電壓極性相反，LVDT輸出的電壓是兩個次級線圈的電壓之差，這個輸出的電壓值與鐵芯的位移量成線性關系。

圖1 LVDT原理圖

在通常的油動機控制應用中，LVDT輸出的行程反饋電壓信號送到伺服放大器，與閥位控制指令信號進行比較，差值經伺服放大器功率放大并轉換為電流信號后，驅動電液伺服閥控制油動機，控制閥門的開啟和關閉。當閥門開度達到指令要求后，伺服放大器比較差值為零，于是閥門處于新的穩定位置。

常見故障及處理方法

1、LVDT 線圈磨損、反饋桿斷裂

目前，大部分給水泵汽輪機的調速汽門LVDT是通過螺母、墊片、連接件與油動機連接的，由于運行時機組振動、LVDT安裝時反饋桿與線圈不同心等原因，在調門長時間的來回動作之后，LVDT會產生松動或磨損，直接導致LVDT 線圈被磨損甚至損壞，LVDT反饋桿脫落或斷裂等故障。

為防止LVDT反饋桿斷裂或脫落對機組安全運行的影響，可采取以下技術措施:（1）在安裝LVDT時，注意調整LVDT的同心度，保證LVDT反饋桿在調節閥全行程范圍內始終與閥桿保持平行，安裝后應測試LVDT的行程特性。另外，LVDT應按制造廠要求定期更換，其線圈盡量遠離高溫熱源。（2）檢查閥門閥桿或油動機閥桿在運行中，是否有閥桿轉動的現象，導致LVDT的反饋桿位置與線圈套筒同心度偏離。如有這種情況，可聯系制造廠進行針對性的優化改造。

2、LVDT信號電纜屏蔽不良

由于LVDT直接與閥門的油動機連接，靠近蒸汽閥門本體，環境溫度高，同時一些工程在基建安裝期間使用的信號電纜質量較差，經過一段時間的運行后，信號電纜的絕緣性能下降，屏蔽功能不良，容易造成LVDT的信號回路中串入干擾信號，使LVDT產生虛假信號。

如發現由于干擾造成的 LVDT 信號失真、擾動問題，可采取以下技術措施:（1）更換屏蔽性能較差的LVDT信號電纜，采用耐高溫防干擾的高品質屏蔽電纜；（2）檢查信號屏蔽方式是否按設計要求完成，建議可對LVDT 信號電纜采取就地屏蔽浮空，在電子間機柜接地端單點接地的方式;( 3) 在機組常規檢修期間，對LVDT 的信號電纜的接地及屏蔽情況進行檢查，發現異常及時處理。