Lineáris változó differenciál transzformátor (LVDT)

Meghatározás: A lineáris változó induktív transzformátor megtértek a lineáris elmozdulás egy elektromos jel. Működik a elv nak,-nek kölcsönös indukcióvagyis az elsődleges tekercs fluxusát a másodlagos tekercsre indukáljuk. A kibocsátás a transzformátort a különbség a másodlagos feszültség, és ezért differenciál transzformátornak nevezik.

LVDT építése

Az LVDT alapszerkezetét az alábbi ábra mutatja. A P az LVDT és S elsődleges tekercse₁ és S₂ a transzformátor másodlagos tekercselése. A másodlagos tekercselés a hengeres előlapon van. A másodlagos tekercsnek azonos számú fordulata van, és az első tekercs mindkét oldalán azonos módon van elhelyezve.

A váltakozó áramforrás aelsődleges tekercselés. A puha vasmag a vasmagba kerül. A mérni kívánt elmozdulás a vasmag karjához kapcsolódik. A magot a nagy áteresztőképességű fém használják, hogy a harmonikusok kisebbek legyenek, és a nullfeszültség könnyen elérhető. A hosszirányban mért elmozdulás csökkenti az örvényáramot.

Az egész elrendezés arozsdamentes acél burkolat, végük pedig elektrosztatikus és elektromágneses árnyékolást biztosít. Az elsődleges tekercsre alkalmazott váltakozó áram frekvenciája 50 és 20 kHz között van.

Az LVDT kölcsönös indukciós elveken dolgozik. Az áramot a mágneses mezőt előállító elsődleges tekercsre alkalmazzuk, és ez a mező a másodlagos tekercsek áramát indukálja.

A másodlagos tekercs S kimeneti feszültsége₁ az E_S1 és az S₂ az E_S2. A másodlagos feszültségjelet egy elektromos jelre alakítják át a másodlagos tekercsek soros ellenállásba történő csatlakoztatásával az alábbi ábrán látható módon.

Az átalakító kimeneti feszültségét a másodlagos tekercsek feszültségének levonásával határozzuk meg.

E₀ = E_S1 - E_S2

A másodlagos tekercs kimeneti feszültsége egyenlő, ha a mag normál helyzetben van.

Amikor a puha mag balra fordult, az S-ben összekapcsolt fluxus₁ több, mint az S₂. Az S tekercs kimeneti feszültsége₁ több, mint az S₂ de fázisban van az elsődleges feszültséggel.

Hasonlóképpen, ha a puha vasmag jobbra halad, az áramlással összekapcsolt S nagysága₂ több mint S₁. A kimeneti feszültség -180ºC-nál a fázisban az elsődleges tekercseléssel.

A kimeneti feszültség változása közvetlenül arányos a mag elmozdulásával. Bármely elmozdulás növeli az egyik másodlagos tekercs áramlását, másrészt csökkenti a másikat.

A kimeneti feszültség és az elmozdulás közötti görbét a fenti ábra mutatja. A görbe a kis elmozdulásnál lineáris, és ezen a tartományon túl, elkezd eltérni az egyenes vonaltól.

Az LVDT előnyei

Az LVDT előnyei a következők.

1. Magas tartomány - Az LVDT-nek nagyon széles mérete van az elmozdulás mérésére. Az elmozdulási tartomány 1,25 és 250 mm között van.
2. Nagy bemenet és nagy érzékenység - Az LVDT nagy teljesítményt ad, és nincs szükség az erősítésre. Az átalakító érzékenysége is nagyon magas.
3. Egyenetlen - Elviselheti a nagyfokú sokkot és variációt, különösen akkor, ha a magot rugó segítségével töltik.
4. Alacsony hiszterézis - Az LVDT alacsony hiszterézissel rendelkezik, melynek köszönhetően megismételhetőségük kiváló.
5. Alacsony energia fogyasztás - Az LVDT 1 W-nál kisebb teljesítményt fogyaszt.

Az LVDT hátrányai

Az LVDT hátrányait az alábbiakban részletezzük.

1. Nagy jelentős elmozdulás szükséges a jelentős differenciál kimenet eléréséhez.
2. Az LVDT transzformátor nagyon érzékeny a kóbor mágneses mezőre.
3. A jeladó teljesítményét a rezgések befolyásolják.
4. A dinamikus választ mechanikusan vezérli a mag tömege és az áram frekvenciája által elektromosan.
5. Az LVDT teljesítményét a hőmérséklet befolyásolja.

Az LVDT-k használata

Az LVDT főbb alkalmazási területei a következők.

1. A néhány mm és cm közötti tartományba eső elmozdulás mérésére szolgál. Az LVDT közvetlenül átalakítja az elmozdulást elektromos jelvé.
2. Másodlagos átalakítóként is használható. Az LVDT eszközt az erő, a tömeg és a nyomás mérésére használják. Néhány LVDT a terhelés és a nyomás mérésére szolgál.

Az LVDT-ket többnyire szervomotorokban és más ipari alkalmazásokban használják.