Lineárny variabilný diferenciálny transformátor (LVDT)

definícia: Lineárny variabilný induktívny transformátor konvertuje na lineárny posun do elektrický signál, Pracuje na zásada z vzájomnej indukcietok primárneho vinutia je indukovaný k sekundárnemu vinutiu. výkon transformátora sa získa z dôvodu rozdiel z sekundárne napätiea preto sa nazýva diferenciálny transformátor.

Výstavba LVDT

Základná konštrukcia LVDT je ​​znázornená na obrázku. P je primárne vinutie LVDT a S₁ a S₂ sú sekundárne vinutie transformátora. Sekundárne vinutie je navinuté na valcovom telese. Sekundárne vinutie má rovnaký počet závitov a je umiestnené rovnako na oboch stranách primárneho vinutia.

Zdroj striedavého prúdu sa aplikuje naprimárne vinutie. Mäkké železné jadro je umiestnené vo vnútri železného jadra. Posun, ktorý sa má merať, je pripevnený k ramenu železného jadra. Kov s vysokou permeabilitou sa používa pre jadro, takže harmonické sú menšie a ľahko sa získa nulové napätie. Posunutie merané pozdĺžne, čo znižuje straty vírivých prúdov.

Celé usporiadanie je umiestnené vo vnútripuzdro z nehrdzavejúcej ocele a ich konce zabezpečujú elektrostatické a elektromagnetické tienenie. Frekvencia striedavého prúdu aplikovaného na primárne vinutie leží medzi 50 až 20 kHz.

LVDT pracuje na princípe vzájomnej indukcie. Prúd je aplikovaný na primárne vinutie, ktoré vytvára magnetické pole, a toto pole indukuje prúd v sekundárnych vinutiach.

Výstupné napätie sekundárneho vinutia S₁ je E_S1 a S₂ je E_S2, Signál sekundárneho napätia sa prevádza na elektrický signál pripojením sekundárneho vinutia v sérii proti sebe, ako je znázornené na obrázku nižšie.

Výstupné napätie snímača je určené odčítaním napätia sekundárnych vinutí.

E₀ = E_S1 - E_S2

Výstupné napätie sekundárneho vinutia je rovnaké, keď je jadro v normálnej polohe.

Keď sa mäkké jadro posunie smerom doľava, tok spojený v S₁ je v porovnaní s S viac₂, Výstupné napätie vinutia S₁ je viac ako S₂ ale je vo fáze s primárnym napätím.

Podobne, keď sa mäkké železné jadro posunie smerom doprava, veľkosť S viazaného toku₂ je viac ako S₁, Výstupné napätie je -180ºC mimo fázy s primárnym vinutím.

Zmena výstupného napätia je priamo úmerná posunu jadra. Akékoľvek posunutie zvýši tok jedného zo sekundárnych vinutí a na druhej strane zmenší druhý.

Krivka medzi výstupným napätím a posunom je znázornená na obrázku vyššie. Krivka je lineárna pre malý posun a mimo tohto rozsahu sa začína odchyľovať od priamky.

Výhody LVDT

Ďalej sú uvedené výhody LVDT.

1. Vysoký rozsah - LVDT má veľmi široký rozsah na meranie posunu. Rozsah ich posunu je od 1,25 mm do 250 mm.
2. Vysoký vstup a vysoká citlivosť - LVDT poskytuje vysoký výkon a tiež nie je potrebné zosilňovanie. Citlivosť snímača je tiež veľmi vysoká.
3. mrzutý - Môže tolerovať vysoký stupeň otrasov a variácií, najmä ak je jadro zaťažené pomocou pružiny.
4. Nízka hysterézia - LVDT má nízku hysterézu, vďaka ktorej je ich opakovateľnosť vynikajúca.
5. Nízka Spotreba Energie - LVDT spotrebuje menej energie ako 1 W.

Nevýhody LVDT

Nevýhody LVDT sú uvedené nižšie v detailoch.

1. Na dosiahnutie značného diferenciálneho výstupu je potrebný veľký posun.
2. Transformátor LVDT je ​​veľmi citlivý na bludné magnetické pole.
3. Výkon snímača je ovplyvnený vibráciami.
4. Dynamická odozva je riadená mechanicky hmotnosťou jadra a elektricky frekvenciou prúdu.
5. Výkon LVDT je ​​ovplyvnený teplotou.

Použitie LVDT

Nasledujú hlavné aplikácie LVDT.

1. Používa sa na meranie posunu, ktorý má rozsah od niekoľkých mm do cm. LVDT priamo prevádza posun na elektrický signál.
2. Používa sa aj ako sekundárny snímač. LVDT sa používa ako zariadenie na meranie sily, hmotnosti a tlaku. Niektoré z LVDT používané na meranie zaťaženia a tlaku.

LVDT sa väčšinou používajú v servo mechanizmoch a iných priemyselných aplikáciách.