3D打印线性可变差动变压器(LVDT)：面向物联网的低成本位移传感创新方案

为解决工业4.0环境下高成本LVDT传感器制造难题，研究人员开发了基于熔融沉积成型(FFF)和5轴压电喷印技术的全打印传感器。通过对比商用MnZn铁芯与磁性聚乳酸(PLA)复合铁芯性能，实现最高1054.3±11.32 μV·mm?1的灵敏度，并集成AD598信号调理电路与ESP32微控制器，构建出灵敏度达3.18±0.22 mV·N?1的无线压力传感系统，为智能工业监测提供可定制化解决方案。

　　

在物联网和工业4.0浪潮中，智能传感器的需求激增。传统线性可变差动变压器(LVDT)虽具有微米级精度，但面临组装复杂、成本高昂的痛点。这项研究别出心裁地采用熔融沉积成型(FFF)结合5轴压电喷印技术，直接在曲面基板上"绘制"出精密线圈结构，就像用3D打印机"书写"电磁感应密码。

研究团队测试了两种铁芯：商用锰锌(MnZn)铁芯如同"电磁引擎"，展现出1054.3±11.32 μV·mm^?1的强劲性能；而3D打印的磁性聚乳酸(PLA)复合铁芯则像"轻量级选手"，灵敏度为3.86±0.07 μV·mm^?1。通过AD598芯片和ESP32微控制器组成的"神经中枢"，传感器能将数据通过蓝牙低功耗(BLE)无线传输，在压力测试中表现出3.18±0.22 mV·N^?1的线性响应，犹如给工业设备装上了"触觉神经"。

这项技术突破不仅让传感器制造成本大幅降低，更开启了在复杂曲面上直接集成传感网络的新可能，为智能工厂的"皮肤"赋予了感知位移和压力的能力。