Qu'est-ce que le LVDT ?

Qu'est-ce que le LVDT ?

Définition du LVDT

Le LVDT, ou Transformateur Différentiel Linéaire à Déplacement Variable, est un transducteur inductif qui convertit le mouvement linéaire en signal électrique. Il est très apprécié pour sa précision et sa fiabilité.La sortie entre les secondaires de ce transformateur est différentielle, d'où son nom. C'est un transducteur inductif très précis par rapport aux autres transducteurs inductifs.

Construction du LVDT

Caractéristiques principales de la construction

• Le transformateur se compose d'un enroulement primaire P et de deux enroulements secondaires S1 et S2 bobinés sur un support cylindrique (qui est creux et contient le noyau).

• Les deux enroulements secondaires ont un nombre égal de spires, et ils sont placés de part et d'autre de l'enroulement primaire.

• L'enroulement primaire est connecté à une source CA qui produit un flux dans l'entrefer, et des tensions sont induites dans les enroulements secondaires.

• Un noyau mobile en fer doux est placé à l'intérieur du support, et le déplacement à mesurer est connecté au noyau de fer.

• Le noyau de fer est généralement de haute perméabilité, ce qui aide à réduire les harmoniques et à augmenter la sensibilité du LVDT.

• Le LVDT est placé à l'intérieur d'un boîtier en acier inoxydable car cela fournit un blindage électrostatique et électromagnétique.

• Les deux enroulements secondaires sont connectés de telle manière que la sortie résultante est la différence entre les tensions des deux enroulements.

Principe de fonctionnement et mode de fonctionnement

Comme le primaire est connecté à une source CA, des courants et tensions alternatifs sont produits dans le secondaire du LVDT. La sortie dans le secondaire S1 est e1 et dans le secondaire S2 est e2. Ainsi, la sortie différentielle est,

Cette équation explique le principe de fonctionnement du LVDT.

Maintenant, trois cas se présentent selon la position du noyau, qui expliquent le fonctionnement du LVDT, comme suit :

• CAS I : Lorsque le noyau est à la position nulle (pour aucun déplacement).Lorsque le noyau est à la position nulle, le flux liant les deux enroulements secondaires est égal, donc l'EMF induite est égale dans les deux enroulements. Ainsi, pour aucun déplacement, la valeur de la sortie eout est zéro, car e1 et e2 sont égaux. Cela montre qu'aucun déplacement n'a eu lieu.

• CAS II : Lorsque le noyau est déplacé vers le haut de la position nulle (pour un déplacement vers le haut du point de référence).

• Dans ce cas, le flux liant l'enroulement secondaire S1 est plus important que celui liant S2. En conséquence, e1 sera plus grand que e2. Par conséquent, la tension de sortie eout sera positive.

• CAS III : Lorsque le noyau est déplacé vers le bas de la position nulle (pour un déplacement vers le bas du point de référence). Dans ce cas, la magnitude de e2 sera plus grande que celle de e1. Par conséquent, la sortie eout sera négative et indiquera un déplacement vers le bas du point de référence.

Sortie VS Déplacement du Noyau

La tension de sortie d'un LVDT présente une relation linéaire avec le déplacement du noyau, comme représenté par une courbe linéaire sur un graphique.Quelques points importants concernant la magnitude et le signe de la tension induite dans le LVDT

La quantité de changement de tension, soit négative, soit positive, est proportionnelle à la quantité de déplacement du noyau et indique la quantité de mouvement linéaire.En notant l'augmentation ou la diminution de la tension de sortie, on peut déterminer la direction du mouvement.La tension de sortie d'un LVDT est une fonction linéaire du déplacement du noyau.

Avantages du LVDT

• Plage élevée – Les LVDT peuvent mesurer une large gamme de déplacements, allant de 1,25 mm à 250 mm, ce qui augmente leur polyvalence dans diverses applications.

• Aucune perte de friction – Comme le noyau se déplace à l'intérieur d'un support creux, il n'y a pas de perte de déplacement dû à la friction, ce qui rend le LVDT très précis.

• Haute entrée et haute sensibilité – La sortie du LVDT est si élevée qu'elle n'a pas besoin d'amplification. Le transducteur possède une haute sensibilité, qui est généralement d'environ 40 V/mm.

• Faible hystérésis – Les LVDT présentent une faible hystérésis, ce qui assure une excellente reproductibilité dans toutes les conditions.

• Faible consommation d'énergie – La puissance est d'environ 1 W, ce qui est très faible par rapport à d'autres transducteurs.

• Conversion directe en signaux électriques – Ils convertissent le déplacement linéaire en tension électrique, qui est facile à traiter.

Inconvénients du LVDT

• En raison de leur sensibilité aux champs magnétiques parasites, les LVDT nécessitent des installations protectrices pour assurer une performance précise et éviter les interférences.

• Les LVDT sont affectés par les vibrations et la température.

• Il est conclu qu'ils sont avantageux par rapport à tout autre transducteur inductif.

Applications du LVDT

• Nous utilisons le LVDT dans les applications où les déplacements à mesurer varient de quelques fractions de mm à quelques cm. Le LVDT agissant comme un transducteur primaire convertit le déplacement en signal électrique directement.

• Le LVDT peut également agir comme un transducteur secondaire. Par exemple, le tube Bourdon qui agit comme un transducteur primaire et convertit la pression en déplacement linéaire, puis le LVDT convertit ce déplacement en signal électrique qui, après calibration, donne les lectures de la pression du fluide.