在日益迅猛發展的工業生產中,產品表面的平整度是衡量產品質量的重要指標之一。平整度檢測廣泛應用于各個行業,如汽車制造、航空航天、電子設備等。如電機行業中電池或手機外殼的平面度檢測、半導體行業應用于液晶面板的平面度檢測等。
與此同時,在傳統的平整度檢測中存在效率低、精度差等問題,而LVDT(線性可變差動變壓器)傳感器以其高精度、高可靠性、無摩擦測量等優點(例子:LVDT通過探頭接觸物體表面推動鐵芯位移,實現無摩擦的高精度測量。),在現代物體平整度檢測中得到了廣泛應用。
工作原理:
LVDT傳感器是一種電磁感應式傳感器,其工作原理基于法拉第電磁感應定律。LVDT由一個初級線圈和兩個次級線圈組成,線圈纏繞在一個鐵芯上。當鐵芯位于中心位置時,兩個次級線圈的輸出電壓相等,相位相反,抵消后輸出電壓為零。當鐵芯沿軸向移動時,兩個次級線圈的輸出電壓發生變化,差值與鐵芯的位移成線性關系。通過測量輸出電壓的變化,可以精確地測量鐵芯的位移。
LVDT傳感器外殼通常采用不銹鋼保護套,中間包裹具有高磁導率的磁屏蔽層以及防潮層,可在強磁場、大電流、潮濕、粉塵等惡劣環境下使用,部分工業級LVDT傳感器采用特種材料(如陶瓷密封或哈氏合金外殼),可在250°C高溫或1000bar高壓環境下工作。
LVDT傳感器主要特點
1. 無摩擦測量:在使用過程中,鐵芯和線圈之間沒有機械接觸,因此LVDT傳感器不存在蹭擦、拖曳或其他摩擦途徑。
2. 機械壽命無限長:由于鐵芯和線圈之間通常沒有接觸,因此LVDT傳感器沒有部件會相互摩擦或磨損。
3. 無限的分辨率(理論上具有無限分辨率,實際分辨率可達微米甚至納米級,具體取決于信號調理電路的性能。):在無摩擦結構中根據電磁耦合原則操作,LVDT可以測量鐵芯位置極小的變化。
4. 零位可重復性:LVDT固有零點位置非常穩定且可重復,即使超過其很寬的工作溫度范圍也是一樣的。
5. 軸向抑制:LVDT傳感器對于鐵芯的軸向運動非常敏感,徑向運動相對遲鈍。這樣LVDT可以用于測量不是按照精準直線運動的鐵芯。
6. 抗超程序壞:大多數LVDT傳感器的內部孔在兩端都是開口的,如果發生意外的超程,則鐵芯能夠完全通過傳感器線圈配件,而不會導致損壞。
7. 快速動態響應:由于常規操作過程中不存在摩擦,因此LVDT可以很快地響應鐵芯位置的變化。
8. 輸出:LVDT傳感器輸出為與位置直接相關的模擬信號,如果發生斷電,無需重新校準即可恢復測量(斷電后需重新上電才能獲取當前位移值)
LVDT傳感器常見【平整度檢測】應用:
·工件表面平整度檢測: 通過將LVDT探頭接觸工件表面,可以測量工件表面的高度變化,從而評估其平整度。
板材平整度檢測: 在板材生產過程中,通過陣列式LVDT傳感器布局,配合自動化掃描機構,可實現大尺寸板材的全表面平整度映射。
·晶圓平整度檢測: 在半導體行業中,晶圓的平整度對芯片的性能有重要影響。LVDT傳感器可以用于精確測量晶圓表面的平整度。
蘭寶傳感LVDT傳感器:
微米級重復精度
5-20mm多量程可選
輸出方式全面,開關量,模擬量,RS485可選
低至3N的感應頭壓力,無論金屬還是玻璃表面都可以無磨損檢測
l 外形尺寸豐富,滿足各種應用空間