用於海面測量的 LVDT 位移感測器

潛水艇是環境最惡劣的水域之一，感測器很難發揮良好的性能。特別是需要在水下使用20年。在潛水艇環境中，當海水深度達到15,000英尺時，感測器上會產生約7,500 psi的外部壓力。在如此高壓的環境下，許多感測器工作一段時間後就會失效，更換感測器的成本又很高。通常，維護服務也是一筆很大的開銷。因此，延長感測器的壽命是許多應用中的特定要求。另一方面，海水也會腐蝕感測器金屬。不同海水深度具有不同的氧濃度、溫度、pH值、氯含量、生物活性、電導率和流速，加速了腐蝕。不僅點蝕、裂紋，而且晶間腐蝕，都可能導致故障。

通常情況下，LVDT 是唯一能夠在海底條件下提供準確、可靠性能的感測器。

混濁或受污染的水通常會滋生許多細菌，這也可能影響感測器的性能。海水的高電導率會促進巨電池的腐蝕，並且會使溫度升高。微生物引起的腐蝕也是一個非常嚴重的問題。安裝條件和感測器材料都會影響效果。尤其是在使用低階奧氏體不銹鋼時。最明顯的表現就是材料性能的下降，尤其是在焊接接頭處。如果不及時檢查和處理，可能會造成裂縫。由於壓力和海水的影響，製造性能可靠的感測器成為一個巨大的挑戰。採用特殊合金結構和氣密密封的LVDT（線性可變差動變壓器）成為唯一能夠在海底條件下提供準確、可靠性能的感測器。

什麼是 LVDT

線性可變差動變壓器 (LVDT) 是一種非接觸式、絕對讀數且具有無限解析度的位置感測器。它由三個或更多線圈組成，其中導磁芯移動以在初級線圈和次級線圈（通常是兩個）之間提供可變的耦合。儘管檢測技術是非接觸式的，但通常會添加機械裝置以在整個行程中保持鐵芯在線圈中的位置。其中一個例子就是稱為 LVDT 測頭的配置。實用的線性感測器可以設計為非線性度小於 0.2%，滿量程範圍 (FSR) 從小於 1 到大於 100 毫米。分辨率幾乎是無限的。可以使用彎曲和旋轉感測器。常見的應用包括工業機械，例如金屬成型機和製程中的尺寸驗證，以及汽車和商業產品。

LVDT 需要一組驅動和調節電子電路。典型的 LVDT 作為帶有核心的感測元件出售，電子電路作為單獨的設備提供。外殼內包含所有必需電子元件的 LVDT 通常稱為直流 LVDT，因為它採用直流電源供電並具有直流輸出，但內部操作包括正常的交流驅動、解調和訊號調節電路。