控制柜里那块表显示 6.2V,客户问"这是多少毫米"。这个问题在调试现场天天遇到。LVDT 经变送器(或自带调理的直流型号)输出的是标准模拟量,位移和信号之间是线性关系,换算就是一次比例运算。这篇把算法和几个容易踩的坑讲清楚。

先确认两件事,再算
算之前必须知道两个位置:测量零点对应哪个信号值、满量程点对应哪个信号值。这两个不对,后面怎么算都是错的。
- 对零位置:检具上的探头是对着标准件对零的,零位不一定正好落在铁芯行程中点。
- 方向:工件压下去读数变大还是变小,取决于装法和次级接线方向,见LVDT 怎么接线。
0-10V 怎么算
假设变送器输出 0-10V 对应探头的整段有效行程、量程 8mm,读到 6.2V:
位移 = 8mm × (6.2V − 0V) ÷ (10V − 0V) = 4.96mm
如果零点被设在行程中点、输出做成 ±10V 这种双极性,公式要改成按 ±10V 对应 ±4mm 算,符号也要跟着改。看到负值先别怀疑接线,先确认是不是双极性输出。
4-20mA 怎么算
电流信号多了一个偏移:4mA 是零点,20mA 是满量程点,不是从 0mA 开始。
位移 = 量程 × (读数 − 4mA) ÷ (20mA − 4mA)
比如读到 12mA、量程 8mm:8 × (12 − 4) ÷ 16 = 4mm,正好落在中点。
4mA 这个偏移不是麻烦,是设计上的好处:回路断了电流归零,PLC 一眼就能看出是故障,而不是"测到了零点",见输出信号怎么选。
RS485 就没有这一步
走 RS485 的型号直接给数字量,读到的是位置值本身,不用做模拟量换算。要注意的是单位和小数点位置按通讯协议来,别把 0.1mm 当成 1mm 用。
写进 PLC 就行,但别写错方向
PLC 的模拟量通道通常给的是 0–27648 或 0–32767 这类整数,先按通道自己的量程换算成电压或电流,再做位移换算。两步分开写,出问题时好定位——是通道换算错了,还是位移换算错了。
通道一个计数对应的位移量,决定了显示分辨率。量程 8mm 配 14 位通道,一个计数大约 0.5μm 上下,而探头的重复误差是 1μm 量级,通道这边不构成瓶颈;反过来,通道位数不够,探头再好也白搭。
三个常见的算错
- 把量程当成能测的范围:FER8 的 8mm 是含预行程的总量程,真正用来测的有效行程更短,两者混用算出来的数会偏。
- 方向反了:次级接反时数值变化方向相反,算出来"越压越小"。
- 把线性误差当成换算误差:换算本身是纯数学,误差来自探头和通道;±0.3%FS 折合多少微米是另一件事。
依据
模拟量输出与工程量成线性关系、4-20mA 以 4mA 为零点,属通用工业信号惯例;通道整数与工程量的对应关系按 PLC 厂家手册。本站数字只引用产品页与既有文章。
本文用到的本站数字:FER8 外配变送器可出 0-5V、0-10V、4-20mA、RS485;FER20 与 FEG20 为直流 9–28V,输出 0-5V、0-10V、4-20mA、RS485;FER8 量程 8mm/10mm,分辨率 ≤0.1μm,重复误差最高约 1μm。
明确没写进 FER 的行业规格:PLC 模拟量通道的位数、整数满度值、单计数步长,属各家 PLC 规格,本站未列;文中换算举例按满量程线性对应,实际以对零位置与满度标定结果为准。