Transformador Diferencial Variável Linear (LVDT)

Definição: Transformador Indutivo Variável Linear converte a deslocamento linear em um sinal elétrico. Ele funciona no princípio do indução mútua, isto é, o fluxo do enrolamento primário é induzido ao enrolamento secundário. o saída do transformador é obtido por causa da diferença do tensões secundáriase, portanto, é chamado de transformador diferencial.

Construção de LVDT

A construção básica do LVDT é mostrada abaixo na figura. O P é o enrolamento primário do LVDT e S₁ e S₂ são o enrolamento secundário do transformador. O enrolamento secundário é enrolado na forma cilíndrica. O enrolamento secundário tem um número igual de voltas e é colocado de forma idêntica em ambos os lados do enrolamento primário.

A fonte de corrente alternada é aplicada aoPrimeira frase. O núcleo de ferro macio é colocado dentro do núcleo de ferro. O deslocamento que deve ser medido está ligado ao braço do núcleo de ferro. O metal de alta permeabilidade é usado para o núcleo, de modo que os harmônicos são menores e a voltagem nula é facilmente obtida. O deslocamento medido longitudinalmente, o que reduz as perdas de correntes parasitas.

Todo o arranjo é colocado dentro docarcaça de aço inoxidável, e suas extremidades fornecem a blindagem eletrostática e eletromagnética. A frequência da corrente alternada aplicada ao enrolamento primário situa-se entre 50 e 20 kHz.

O LVDT trabalha no princípio da indução mútua. A corrente é aplicada ao enrolamento primário que produz o campo magnético, e este campo induz a corrente nos enrolamentos secundários.

A tensão de saída do enrolamento secundário S₁ é E_S1 e a do S₂ é E_S2. O sinal de tensão secundária é convertido em um sinal elétrico ao conectar o enrolamento secundário em oposição de série, conforme mostrado na figura abaixo.

A tensão de saída do transdutor é determinada pela subtração da tensão dos enrolamentos secundários.

E₀ = E_S1 - E_S2

A tensão de saída do enrolamento secundário é igual quando o núcleo está na posição normal.

Quando o núcleo macio se moveu para a esquerda o fluxo ligou em S₁ é mais em comparação com S₂. A tensão de saída do enrolamento S₁ é mais que o S₂ mas está em fase com a voltagem primária.

Da mesma forma, quando o núcleo de ferro macio se move para a direita a magnitude do fluxo ligado S₂ é mais que S₁. A tensão de saída é -180ºC fora de fase com o enrolamento primário.

A mudança na tensão de saída é diretamente proporcional ao deslocamento do núcleo. Qualquer deslocamento aumentará o fluxo de um dos enrolamentos secundários e, por outro lado, reduzirá o outro.

A curva entre a tensão de saída e o deslocamento é mostrada na figura acima. A curva é linear para pequenos deslocamentos e além dessa faixa, ela começa a se desviar da linha reta.

Vantagens do LVDT

A seguir estão as vantagens do LVDT.

1. Grande alcance - O LVDT possui a faixa muito ampla para medição de deslocamento. Sua faixa de deslocamento é de 1,25 mm a 250 mm.
2. Alta entrada e alta sensibilidade - O LVDT fornece um alto rendimento e também não há necessidade de amplificação. A sensibilidade do transdutor também é muito alta.
3. Áspero - Pode tolerar o alto grau de choque e variação, especialmente quando o núcleo é carregado com a ajuda da primavera.
4. Baixa histerese - O LVDT possui baixa histerese, pelo que a sua repetibilidade é excelente.
5. Baixo consumo de energia - O LVDT consome menos de 1W de energia.

Desvantagens do LVDT

As desvantagens do LVDT são mostradas abaixo em detalhes.

1. Deslocamento grande é necessário para obter a saída diferencial considerável.
2. O transformador LVDT é muito sensível ao campo magnético perdido.
3. O desempenho do transdutor é afetado pelas vibrações.
4. A resposta dinâmica é controlada mecanicamente pela massa do núcleo e eletricamente pela freqüência da corrente.
5. O desempenho do LVDT é afetado pela temperatura.

Usos de LVDTs

A seguir estão as principais aplicações dos LVDTs.

1. É usado para medir o deslocamento com um intervalo de poucos mm a cm. O LVDT converte diretamente o deslocamento em um sinal elétrico.
2. Também é usado como o transdutor secundário. O LVDT é usado como um dispositivo para medir a força, peso e pressão. Alguns dos LVDT utilizados para medir a carga e pressão.

Os LVDTs são usados ​​principalmente em mecanismos servo e outras aplicações industriais.