線性差動(dòng)變壓器（LVDT）傳感器的原理基于電磁感應(yīng)定律，通過測(cè)量?jī)蓚€(gè)線圈之間的電壓差來確定被測(cè)量的位移變化。以下是LVDT傳感器原理的詳細(xì)解釋：

一、基本結(jié)構(gòu)

LVDT傳感器的基本結(jié)構(gòu)包括一個(gè)初級(jí)線圈（也稱為勵(lì)磁線圈）、兩個(gè)次級(jí)線圈（也稱為感應(yīng)線圈）和一個(gè)可移動(dòng)的鐵芯。初級(jí)線圈通常固定不動(dòng)，而次級(jí)線圈則與被測(cè)量的物體相連，隨物體的位移而移動(dòng)。鐵芯位于初級(jí)線圈和兩個(gè)次級(jí)線圈之間，可以自由地在線圈內(nèi)部移動(dòng)。

二、工作原理

1. 初級(jí)線圈的激勵(lì)：

• 當(dāng)初級(jí)線圈通以交變電流時(shí)，它會(huì)在鐵芯中產(chǎn)生一個(gè)交變磁場(chǎng)。這個(gè)磁場(chǎng)會(huì)穿過兩個(gè)次級(jí)線圈，并在其中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。

2. 次級(jí)線圈的感應(yīng)：

• 兩個(gè)次級(jí)線圈對(duì)稱地布置在鐵芯的兩側(cè)，且繞組方向相反。當(dāng)鐵芯處于中位時(shí)，兩個(gè)次級(jí)線圈感應(yīng)的電壓相等且相位相反，因此輸出電壓為零。這就是所謂的“差動(dòng)”原理。

• 當(dāng)鐵芯移動(dòng)時(shí)，它會(huì)改變穿過次級(jí)線圈的磁通量。根據(jù)電磁感應(yīng)定律，線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E與磁通量的變化率ΔΦ/Δt成正比。因此，當(dāng)鐵芯移動(dòng)時(shí)，一個(gè)次級(jí)線圈的磁通量增加，而另一個(gè)次級(jí)線圈的磁通量減少，導(dǎo)致兩個(gè)次級(jí)線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不再相等。

3. 輸出電壓的變化：

• 由于兩個(gè)次級(jí)線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不再相等且相位相反，它們之間的電壓差將作為傳感器的輸出信號(hào)。這個(gè)電壓差的大小與鐵芯的位移成正比，因此可以通過測(cè)量這個(gè)電壓差來確定鐵芯的位移量。

三、特性與應(yīng)用

LVDT傳感器具有多種特性，使其在許多領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用：

1. 高精度：LVDT傳感器能夠提供高精度的位移測(cè)量，其精度通常優(yōu)于0.1%甚至更高。

2. 高分辨率：LVDT傳感器能夠檢測(cè)到非常微小的位移變化，具有極高的分辨率。

3. 良好的線性度：LVDT傳感器的輸出與位移之間具有良好的線性關(guān)系，使得數(shù)據(jù)處理更加簡(jiǎn)單和準(zhǔn)確。

4. 穩(wěn)定性好：LVDT傳感器具有出色的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，即使在惡劣的環(huán)境條件下也能保持穩(wěn)定的性能。

5. 動(dòng)態(tài)響應(yīng)快：LVDT傳感器能夠迅速響應(yīng)位移變化，提供實(shí)時(shí)的位移測(cè)量。

基于這些特性，LVDT傳感器被廣泛應(yīng)用于位移測(cè)量、壓力測(cè)量、振動(dòng)測(cè)量等領(lǐng)域。在工業(yè)自動(dòng)化、航空航天、汽車制造、工程機(jī)械等行業(yè)中，LVDT傳感器都發(fā)揮著重要的作用。

綜上所述，線性差動(dòng)變壓器（LVDT）傳感器的原理基于電磁感應(yīng)定律，通過測(cè)量?jī)蓚€(gè)線圈之間的電壓差來確定被測(cè)量的位移變化。其高精度、高分辨率和良好的線性度等特性使得LVDT傳感器在許多領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。