線性可變差動變壓器與旋轉可變差動變壓器之間的區別 (LVDT 與 RVDT)

LVDT 和 RVDT 都是將位移轉換為電訊號的無源感測器。LVDT 和 RVDT 都是感應式感測器，其結構類似於變壓器。

在本文中，我們將重點介紹 LVDT 和 RVDT 之間的全部區別。讓我們從一些基礎知識開始，以便更容易理解它們之間的區別。

什麼是 LVDT？

LVDT 代表線性可變差動變壓器。它是一種無源感應式感測器，用於將線性位移轉換為電訊號進行測量。

典型的 LVDT 由一個初級繞組、兩個次級繞組和一個矩形鐵心組成，該鐵心可以在初級繞組內線性移動。因此，LVDT 是一種感測器，但其基本結構類似於變壓器，因此得名。

交流電流電源提供給 LVDT 的初級繞組，而兩個次級繞組保持在初級繞組兩側等距的位置。當 LVDT 的鐵心沿不同方向線性移動時，它會在輸出端產生差動電壓。

基本上，提供給 LVDT 初級繞組的交流輸入電源會產生交變磁場。這種變化的磁場會在 LVDT 的兩個次級繞組中感應出電壓。LVDT 鐵心的移動會導致次級繞組中產生的電壓發生變化。

因此，根據鐵心的移動，LVDT 的工作可能有三種不同的情況：

當鐵心位於其正常位置時，兩個次級繞組中感應的電壓將相等。因此，輸出端的差動電壓為零。
當 LVDT 的鐵心向正常位置左側移動時。在這種情況下，與次級繞組 S¹ 耦合的磁通量大於 S² 的磁通量。因此，S¹ 中產生的電壓大於 S² 中產生的電壓。因此，輸出端的差動電壓由下式給出：$$E_o\:=\:E_{s1}\:-\:E_{s2}$$
當鐵心從正常位置向右側移動時，在這種情況下，與 S² 耦合的磁通量大於 S¹ 的磁通量。因此，輸出端的差動電壓由下式給出：
$$E_o\:=\:E_{s2}\:-\:E_{s1}$$

因此，從 LVDT 的這些工作情況可以看出，LVDT 輸出端的差動電壓變化與鐵心的位移成正比。

RVDT 代表旋轉可變差動變壓器。RVDT 也是一種感應型無源感測器，它將角位移轉換為電訊號。

基本上，RVDT 的結構和工作原理與 LVDT 有些相似。但是，RVDT 包含一個凸輪狀鐵心，該鐵心可以在 RVDT 的繞組之間自由旋轉。

可以透過考慮以下三種情況來理解 RVDT 的工作原理：

當鐵心位於零位時。輸出端的差動電壓將為零，這是因為兩個次級繞組中感應的電壓相等。
當 RVDT 的鐵心順時針旋轉時。在這種情況下，與次級繞組 S1 耦合的磁通量大於 S2 的磁通量。因此，輸出端的差動電壓為：$$E_o\:=\:E_{s1}\:-\:E_{s2}$$
當鐵心逆時針旋轉時，在這種情況下，與 S2 耦合的磁通量大於 S1 的磁通量。因此，輸出端的差動電壓由下式給出：$$E_o\:=\:E_{s2}\:-\:E_{s1}$$

因此，很明顯，RVDT 輸出端的差動電壓與鐵心的角位移成正比。

LVDT 和 RVDT 都是用於測量位移的無源感測器。但是，LVDT 和 RVDT 之間存在一些差異，如下表所示。

差異依據	LVDT	RVDT
全稱	LVDT 代表線性可變差動變壓器。	RVDT 代表旋轉可變差動變壓器。
定義	LVDT 是一種將線性位移轉換為電訊號的無源感測器。	RVDT 是一種將角位移轉換為電訊號的無源感測器。
變壓器鐵心的形狀	LVDT 具有矩形鐵心。	RVDT 具有凸輪形鐵心。
鐵心的運動	在 LVDT 中，鐵心的運動是線性的。	在 RVDT 中，鐵心的運動是圓形的。
測量因素	LVDT 用於測量線性位移。	RVDT 用於測量角位移。
測量範圍	LVDT 可以測量 ± 100 μm 到 ± 25 cm 範圍內的線性位移。	RVDT 可以測量 + 40° 到 – 40° 範圍內的角位移。
輸入電壓	典型 LVDT 的輸入電壓的有效值範圍為 1 V 到 24 V。	RVDT 的輸入電壓的有效值高達 3 V。
頻率範圍	LVDT 的工作頻率範圍為 50 Hz 到 20 kHz。	RVDT 的工作頻率範圍為 400 Hz 到 20 kHz。
靈敏度	LVDT 的靈敏度相對較高，大約等於 2.4 mV/伏特/單位位移。	RVDT 的靈敏度較低，其範圍為每伏特每度旋轉 2 mV 到 3 mV。
應用	LVDT 用於不同的測量系統，例如重量測量、壓力測量和位移測量。它也用於產品檢驗。	RVDT 用於多個控制系統，例如雷達和天線系統、火控系統以及許多其他精密控制應用。

從以上討論可以得出結論，LVDT 和 RVDT 都是用於分別測量線性和角位移的無源感測器。

Manish Kumar Saini

更新於：2022年9月22日

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