Uttrykket LVDT eller Linear Variable Differential Transformer er en robust, komplett lineær arrangementstransduser og naturlig friksjonsfri. De har en endeløs livssyklus når den brukes riktig. Fordi AC-kontrollert LVDT ikke inkluderer noen form for elektronikk , de hadde til hensikt å jobbe ved svært lave temperaturer ellers opp til 650 ° C (1200 ° F) i ufølsomme omgivelser. Anvendelsene av LVDT inkluderer hovedsakelig automatisering, kraftturbiner, fly, hydraulikk, atomreaktorer, satellitter og mange flere. Disse typer svinger inneholder lave fysiske fenomener og enestående repetisjon.

LVDT endrer en lineær forskyvning fra en mekanisk posisjon til et relativt elektrisk signal inkludert fase og amplitude av informasjonen om retning og avstand. Driften av LVDT trenger ikke en elektrisk binding mellom berørende deler og spole, men avhenger som alternativ av den elektromagnetiske koblingen.

Hva er en LVDT (Lineær variabel differensialtransformator)?

Den fullstendige LVDT-skjemaet er 'Linear Variable Differential Transformer' er LVDT. Generelt er LVDT en normal type svinger. Hovedfunksjonen til dette er å konvertere den rektangulære bevegelsen til et objekt til det tilsvarende elektriske signalet. LVDT brukes til å beregne forskyvning og fungerer videre transformatoren prinsipp.

“motorstyringskrets med variabel hastighet ”

Ovennevnte LVDT-sensordiagram inneholder en kjerne så vel som en spoleenhet. Her er kjernen beskyttet av tingen hvis beliggenhet beregnes, mens spiralsamlingen økes til en stasjonær struktur. Spolenheten inkluderer tre trådviklede spoler på den hule formen. Spolen er den viktigste, som får energi fra en vekselstrømskilde. Den magnetiske strømmen som genereres av hovedstrømmen er festet til de to mindre spolene, noe som gir en vekselstrøm i hver spole.

Lineær variabel differensialtransformator

Den største fordelen med denne svingeren, sammenlignet med andre LVDT-typer, er seighet. Siden det ikke er noen materiell kontakt på tvers av sensing-komponenten.

Fordi maskinen er avhengig av kombinasjonen av magnetisk fluks, kan denne svingeren ha en ubegrenset oppløsning. Så den minste fraksjonen av fremgang kan bli lagt merke til av et passende signalbehandlingsverktøy, og svingeroppløsningen bestemmes utelukkende av erklæringen fra DAS (dataoppsamlingssystem).

Lineær variabel differensialtransformatorkonstruksjon

LVDT består av en sylindrisk form, som er avgrenset av en hovedvikling i navet til den førstnevnte, og de to mindre LVDT-viklingene er viklet på overflatene. Mengden vendinger i begge mindre viklingene er ekvivalent, men de er reversert til hverandre som med urviseren og mot urviseren.

Lineær variabel differensialtransformatorkonstruksjon

Av denne grunn vil o / p-spenningene være variasjonen i spenninger blant de to mindre spolene. Disse to spolene er betegnet med S1 & S2. Esteem-jernkjernen er plassert midt i den sylindriske formen. Excitasjonsspenningen på AC er 5-12V og driftsfrekvensen er gitt av 50 til 400 HZ.

Arbeidsprinsipp for LVDT

Arbeidsprinsippet til den lineære variable differensialtransformatoren eller LVDT-arbeidsteorien er gjensidig induksjon. Dislokasjonen er ikke-elektrisk energi som blir omgjort til elektrisk energi . Og hvordan energien endres, blir diskutert i detalj i arbeidet med en LVDT.

LVDT arbeidsprinsipp

Arbeid med en LVDT

Arbeidet til LVDT-kretsskjemaet kan deles inn i tre tilfeller basert på posisjonen til jernkjernen i den isolerte førstnevnte.

I tilfelle 1: Når kjernen til LVDT er på null-stedet, vil begge mindre viklingsstrømmen være lik, slik at den induserte e.m.f er lik i viklingene. Så uten forstyrrelse, vil utgangsverdien (e_ute) er null fordi både e1 og e2 er ekvivalente. Dermed illustrerer det at ingen forvridning fant sted.
I tilfelle 2: Når kjernen i LVDT flyttes opp til nullpunktet. I dette tilfellet er fluksen som involverer mindre vikling S1 ytterligere i motsetning til flussforbindelse med S 2-viklingen. Av denne grunn vil e1 legges til som for e2. På grunn av dette e_ute(utgangsspenning) er positiv.
I tilfelle 3: Når kjernen til LVDT forskyves ned til nullpunktet, vil i dette tilfellet mengden e2 legges til som for e1. På grunn av dette e_uteutgangsspenningen vil være negativ pluss det illustrerer o / p til ned på posisjonspunktet.

Hva er produksjonen av LVDT?

Utgangen fra måleinstrumentet som LVDT eller lineær variabel differensialtransformator er en sinusbølge gjennom amplitude som er proporsjonal med posisjon utenfor sentrum og ellers 180⁰ fase basert på den lokaliserte siden av kjernen. Her brukes fullbølgeretting for å demodulere signalet. Den høyeste verdien av motoren ut (EOUT) skjer ved den høyeste kjerneforskyvningen fra midtposisjonen. Det er en amplitudefunksjon av hovedsides eksitasjonsspenning samt følsomhetsfaktor for den spesifikke typen LVDT. Generelt er det ganske betydelig på RMS.

Hvorfor bruke en LVDT?

En posisjonssensor som LVDT er ideell for flere bruksområder. Her er en liste over grunner til at den brukes.

Mekanisk liv er uendelig

Denne typen sensor kan ikke byttes ut selv etter millioner av sykluser og tiår.

Separabel kjerne og spole

LVDT er brukte pumper, ventiler og nivåsystemer. Kjernen i LVDT kan eksponeres for media ved temperatur og høyt trykk når spoler og hus kan skilles fra metall, glassrør ellers ermer etc.

Måling er friksjonsfri

Måling av LVDT er friksjonsfri fordi det ikke er noen friksjonsdeler, ingen feil og ingen motstand.

Oppløsningen er uendelig

Ved å bruke LVDT kan de små bevegelsene også beregnes nøyaktig.

Repeterbarhet er utmerket

LVDTs flyter ikke ellers blir støyende endelig selv etter tiår.

Ufølsomhet for tverraksial kjernebevegelse

Målekvaliteten kan verken kompromitteres med sensasjoner eller sikksakk.

Repeterbarhet er null

Fra 300oF - 1000oF gir disse sensorene deg alltid et pålitelig referansepunkt

Unødvendig med innebygd elektronikk
Komplett utgang
Tilpasning er mulig for alle typer applikasjoner

Ulike typer LVDT

De forskjellige typene LVDT inkluderer følgende.

Captive Armature LVDT

Disse typene LVDT er overlegne for serier med lang arbeid. Disse LVDT-ene vil bidra til å forhindre feil opplegg fordi de styres og kontrolleres av forsamlinger med lav motstand.

Uledede armaturer

Disse typene LVDT-er har ubegrenset oppløsningsadferd, mekanismen for denne typen LVDT er en ikke-slitasje-plan som ikke kontrollerer bevegelsen av beregnede data. Denne LVDT er koblet til prøven som skal beregnes, og passer lett i sylinderen og involverer den lineære transduserens kropp som skal holdes uavhengig.

Tving utvidede armaturer

Bruk interne fjærmekanismer, elektriske motorer å bevege seg fremover ankeret til det fulle oppnåelige nivået. Disse armaturene brukes i LVDT for tregflytende applikasjoner. Disse enhetene trenger ingen forbindelse mellom armaturet og prøven.

Linjære variabel forskyvningstransdusere brukes vanligvis i nåværende maskineringsverktøy, robotikk eller bevegelseskontroll, luftfart og automatisert. Valget av en anvendbar type LVDT kan måles ved hjelp av noen spesifikasjoner.

LVDT-egenskaper

Kjennetegnene til LVDT diskuteres hovedsakelig i tre tilfeller som nullposisjon, høyeste høyre posisjon og høyeste venstre posisjon.

Null posisjon

Arbeidsprosedyren til LVDT kan illustreres på et null aksialt sted ellers null ved følgende figur. I denne tilstanden kan akselen være plassert nøyaktig i midten av S1 og S2 viklinger. Her er disse viklingene sekundære viklinger, som øker genereringen av ekvivalent fluks så vel som indusert spenning over neste terminal tilsvarende. Denne plasseringen kalles også en nullposisjon.

LVDT i null stilling

Utgangsfasesekvensen samt utgangsstørrelsesdifferensiering med hensyn til inngangssignaler som får forskyvning og bevegelse av kjernen. Arrangementet av akselen på det nøytrale stedet eller ved null indikerer hovedsakelig at de induserte spenningene over sekundære viklinger som er koblet i serie er ekvivalente og omvendt proporsjonale med hensyn til netto o / p-spenning.

EV1 = EV2

Eo = EV1– EV2 = 0 V

Høyeste høyre posisjon

I dette tilfellet vises den høyeste høyre posisjonen i figuren nedenfor. Når akselen er forskjøvet i høyre retningsretning, kan en stor kraft genereres over S2-vikling, derimot kan minimumskraften produseres over S1-vikling.

LVDT til høyre

Dermed er ‘E2’ (indusert spenning) betydelig bedre enn E1. De resulterende differansespenningsslikningene er vist nedenfor.

For EV2 = - EV1

Maksimal venstre posisjon

I den følgende figuren kan akselen helles mer i retning av venstre side, da kan høy fluks genereres over S1-vikling og spenning kan induseres over 'E1' når 'E2' reduseres. Ligningen for dette er gitt nedenfor.

For = EV1 - EV2

Den endelige LVDT-utgangen kan beregnes i form av frekvens, strøm eller spenning. Utformingen av denne kretsen kan også gjøres med mikrokontrollerbaserte kretser som PIC, Arduino, etc.

LVDT til venstre

LVDT Spesifikasjoner

Spesifikasjonene til LVDT inkluderer følgende.

Lineæritet

Den høyeste forskjellen fra rett proporsjon mellom beregnet avstand og o / p-avstand over beregningsområde.

> (0,025 +% eller 0,025 -%) Full skala
(0,025 til 0,20 +% eller 0,025 til 0,20 -%) Full skala
(0,20 til 0,50 +% eller 0,20 til 0,50 -%) Full skala
(0,50 til 0,90 +% eller 0,50 til 0,90 -%) Full skala
(0,90 til +% eller 0,90 til -%) Full skala og oppover
0,90 til ±% full skala og opp

Driftstemperaturer

Driftstemperaturene til LVDT inkluderer

> -32ºF, (-32-32ºF), (32 -175ºF), (175-257ºF), 257ºF og oppover. Temperaturområdet der enheten må fungere nøyaktig.

Måleområde

Utvalget av IVDT-målinger inkluderer

0,02 ″, (0,02-0,32 ″), (0,32 - 4,0 ″), (4,0-20,0 ″), (± 20,0 ″)

Nøyaktighet

Forklarer prosentandelen av forskjellen mellom den reelle verdien av datamengden.

Produksjon

Strøm, spenning eller frekvens

Grensesnitt

En seriell protokoll som RS232, eller en parallell protokoll som IEEE488.

LVDT-typer

Frekvensbasert, strømbalanse AC / AC-basert eller DC / DC-basert.

LVDT-graf

LVDT-grafdiagrammene er vist nedenfor som viser variasjonene i akselen så vel som resultatet når det gjelder differensialstrømutgangens størrelse fra nullpunkt og likestrøm fra elektronikk.

Den største verdien av akselforskyvning fra kjerneplasseringen avhenger hovedsakelig av følsomhetsfaktoren så vel som amplituden til hovedutviklingsspenningen. Akselen holder seg i nullposisjon til en referert hoved eksitasjonsspenning er spesifisert til spolens hovedvikling.

LVDT akselvariasjoner

Som vist i figuren definerer DC o / p-polariteten eller faseforskyvningen hovedsakelig akselens posisjon for nullpunktet for å representere egenskapen som o / p-lineariteten til modulen til LVDT.

Lineært variabelt differensialtransformatoreksempel

Slaglengden på en LVDT er ± 120 mm og genererer 20 mV / mm oppløsning. Så, 1). Finn den maksimale o / p-spenningen, 2) o / p-spenningen når kjernen er forskjøvet med 110 mm fra nullstillingen, c) kjernens posisjon fra midten når o / p-spenningen er 2,75 V, d) finn endringen innen o / p-spenning når kjernen er forskjøvet fra forskyvningen på + 60mm til -60mm.

en). Den høyeste o / p-spenningen er VOUT

Hvis en mm bevegelse genererer 20mV, genereres 120mm bevegelse

VOUT = 20mV x 120mm = 0,02 x 120 = ± 2,4 Volt

b). VOUT med 110 mm kjerneforskyvning

Hvis en kjerneforskyvning på 120 mm genererer 2,4 volt, produseres en bevegelse på 110 mm

Vout = forskyvning av kjerne X VMAX

Utgang = 110 X 2,4 / 120 = 2,2 volt

Spenningsforskyvning av LVDT

c). Kjernens posisjon når VOUT = 2,75 volt

Vout = forskyvning av kjerne X VMAX

Forskyvning = Vout X lengde / VMax

D = 2,75 X 120 / 2,4 = 137,5 mm

d). Endring av spenning fra forskyvning av + 60mm til -60mm

Vchange = + 60mm - (-60mm) X 2.4V / 130 = 120 X 2.4 / 130 = 2.215

Endringen i utgangsspenningen varierer fra +1,2 volt til -1,2 volt når kjernen skifter fra henholdsvis +60mm til -60mm.

Flyttetransdusere er tilgjengelige i forskjellige størrelser med forskjellige lengder. Disse transduserne brukes til å måle noen få mms til 1s som kan bestemme lange slag. Når LVDT er i stand til å beregne lineær bevegelse innenfor en rett linje, er det imidlertid en endring i LVDT for å måle vinkelbevegelse kjent som RVDT (Rotary Variable Differential Transformer).

Fordeler og ulemper ved LVDT

LVDT fordeler og ulemper inkluderer følgende.

Måling av forskyvningsområdet til LVDT er veldig høyt, og det varierer fra 1,25 mm til -250 mm.
LVDT-utgangen er veldig høy, og den krever ingen utvidelse. Den eier høy medfølelse som normalt er omtrent 40V / mm.
Når kjernen beveger seg i en hul form, er det følgelig ingen feil med forskyvningsinngang mens friksjonstap, så det gjør en LVDT til en presis enhet.
LVDT demonstrerer en liten hysterese, og repetisjon er dermed eksepsjonell i alle situasjoner
Strømforbruket til LVDT er veldig lavt, omtrent 1W, evaluert av en annen type transdusere.
LVDT endrer den lineære forskyvningen til en elektrisk spenning som er enkel å utvikle seg.
LVDT er lydhør over å bevege seg bort fra magnetiske felt, og det trenger derfor kontinuerlig et system for å holde dem fra drivmagnetiske felt.
Det er oppnådd at LVDT er mer fordelaktige i motsetning til noen form for induktiv svinger.
LVDT blir skadet av både temperatur og vibrasjoner.
Denne transformatoren trenger store forskyvninger for å få betydelig differensialutgang
Disse er lydhøre overfor magnetiske felt
Mottakerinstrumentet bør velges for å jobbe med vekselstrømssignaler, ellers bør en demodulator n / w brukes hvis en likestrøm o / p er nødvendig
Den begrensede dynamiske responsen er der mekanisk gjennom massen til kjernen og elektrisk gjennom den påførte spenningen.

Lineære Variable Differential Transformer-applikasjoner

Anvendelsene til LVDT-transduseren inkluderer hovedsakelig hvor forskyvninger som skal beregnes, varierer fra en divisjon på mm til bare noen cms.

LVDT-sensoren fungerer som hovedtransduseren, og det endrer forskyvning til et elektrisk signal rett.
Denne svingeren kan også fungere som en sekundær svinger.
LVDT brukes til å måle vekt, kraft og også trykk
I minibanker for tykkelse på dollarsedler
Brukes til test av jordfuktighet
I maskiner for å lage PILLER
Roboterenser
Den brukes i medisinsk utstyr for hjernetesting
Noen av disse transduserne brukes til å beregne trykk og belastning
LVDT er mest brukt i bransjer så vel som servomekanismer .
Andre applikasjoner som kraftturbiner, hydraulikk, automatisering, fly og satellitter

Fra informasjonen ovenfor kan vi til slutt konkludere med at LVDT-egenskaper har visse viktige egenskaper og fordeler, hvorav de fleste stammer fra grunnleggende fysiske prinsipper for drift eller fra materialer og teknikker som brukes i konstruksjonen. Her er et spørsmål til deg, hva er det normale LVDT-følsomhetsområdet?