第一次接触 LVDT 位移传感器的朋友，往往被一串术语绕晕：差动变压器、铁芯、null 点、预行程、线性区。其实 LVDT 的工作原理并不复杂，弄清楚它，标定也就顺手了。这篇文章用大白话讲清楚 LVDT 是什么、怎么工作，以及拿到手怎么标定。
一、LVDT 是什么
LVDT 全称是线性可变差动变压器（Linear Variable Differential Transformer），是一种把直线位移转换成电信号的电感式传感器。它内部有一个初级线圈和两个对称绕制的次级线圈，中间是一根可自由移动的铁芯（衔铁）。
工作时初级线圈由交流电压（1~10kHz）激励，两个次级线圈串联反绕。铁芯处于中间时，两个次级感应电压大小相等、方向相反，互相抵消，输出为零——这个位置叫 null 点。铁芯偏离后，靠近一侧的次级电压升高，另一侧降低，差动输出与铁芯位移成正比。
二、LVDT 的两种结构
按铁芯与测头的关系，LVDT 分两大类：
| 类型 | 特点 | 典型应用 |
|---|---|---|
| 自由芯（Unguided） | 铁芯与被测件机械连接，无测头测力 | 阀芯、执行器、油缸位置 |
| 回弹式/弹簧测头（Spring-loaded） | 内置弹簧把测头压在被测面，带测力 | 检具、量规、在线检测 |
回弹式 LVDT 的测头预行程很关键：安装时要把测头压回一小段（比如 0.3~1mm），让弹簧有预压力，测量面永远贴紧，避免回程空行程造成误差。上图所示自由位、预压位、满行程位就是这一过程的示意。
三、LVDT 怎么标定
标定的目的是建立输出电压与机械位移的对应关系。常见做法：
- 把 LVDT 固定在标准位移台上，铁芯置于量程中点（null 附近）。
- 让位移台走到量程一端，记录输出值作为零点参考。
- 逐步移动到位移台，记录一组（位移，输出）数据。
- 用最小二乘法拟合直线，得到灵敏度（如 mV/V/mm）与零位偏移。
- 将变送器/显示仪的零点与满度调到与拟合直线一致。
注意：有效量程是输出保持线性的那一段，超过量程进入饱和区（over-range），线性会变差，标定必须在标称量程内进行。
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