基于LVDT测量原理的活塞式压力计活塞位置指示装置

　　活塞式压力计主要用于计量室、实验室以及生产或科学实验环节作为压力基准器使用，也有将活塞式压力计直接应用于高可靠性监测环节对当地其它仪表 的表决监测。它是基于帕斯卡定律及流体静力学平衡原理产生的一种高准确度、高复现性和高可信度的标准压力计量仪器。活塞式压力计也常简称活塞压力计或压力 计，也有称之为压力天平。随着科学技术的进步及对系统精度要求的提高，要求进一步提高测量精度、重复性，优化测量手段，使其更好的服务于压力仪表工业。我 们对此设备的辅助系统进行了改进，使其测量更加准确。

　　我们先看一下活塞式压力计的简单原理，如下图所示

　　图中3 为活塞缸，2 为活塞体及砝码托盘。活塞式压力计是以液压

　　静力平衡原理制造的仪器，即活塞及其连接零件和加放在承重盘上的专

　　用砝码的重量作用在活塞有效面积上所产生的压力与造压器所产生的压

　　力平衡用式子表示：p1=p2

　　p1———活塞及其连接零件和加放在承重盘上的专用砝码的重量作用在活塞有效面积上所产生的压力;

　　p2———造压器所产生的压力。

　　由图中我们可以看出，施加在压力油管上的压力除了活塞体和砝码托盘外，还与压力油管内油的高度有关，即与砝码托盘高度有关。而传统的压力计，是通过一根固定在活塞缸体上的指针 (图中所示1)，

　　通过操作人员目测的方式确定的。由于操作人员观察的角度、所参照的基准等原因，不同的操作人员、同一操作人员在不同的时间所确定的高度都会有一 定的偏差，给活塞式压力计测量精度、重复性带来一定的误差。改进后的测量方式采用差动变压器式位移传感器技术，对这一问题进行了有效地解决差动变压器测量 位移具有结构简单、测量精度高、非接触式等特点。其结构如下图所示：在不导磁金属结构上刻三道宽度与深度相同的绕线槽，分别在中心槽上绕制原边，两侧绕制 副边，中心为可自由活动的高导磁性材料。由电磁感应可知，当原边供给一振荡电压时，两副边就分别产生感应电压V1和V2。当铁芯处与线圈的中心位置时，两 副边产生的感应电压大小相等，方向相反，经检波电路处理后，差动输出电流为零，指示表指向中心位置。

　　当铁芯向一测移动时，相应方向与原边的互感量增大，而另一边则减小，即出现V1>V2，则差动直流输出电压V>0，指示表发生偏 转，偏转程度与输出电流成正比，即与铁芯偏移量在一定范围内成正比关系，反之亦然。测量时把LVDT壳体夹固在活塞缸体上，把铁芯通过聚四氟乙烯连接件固 定在活塞杆上，当活塞位移时就带动铁芯相对于线圈上下移动，从而线性地改变LVDT的输出电压。这样通过指示电流表的指针位置，即可测量出活塞杆的相对位 置及偏移量。