Que é LVDT?

Que é o LVDT?

Definición de LVDT

O LVDT, ou Transformador Diferencial Variável Linear, é un transductor inductivo que converte o movemento linear nunha sinal eléctrica. É altamente valorizado pola súa precisión e fiabilidade. A saída a través do secundario deste transformador é diferencial, polo que se chama así. É un transductor inductivo moi preciso en comparación con outros transductores inductivos.

Construción do LVDT

Características Principais da Construción

• O transformador consiste nun devandado primario P e dous devandados secundarios S1 e S2 enrollados nun soporte cilíndrico (que é hueco e contén o núcleo).

• Ambos os devandados secundarios teñen un número igual de voltas e situámolos a ambos os lados do devandado primario.

• O devandado primario está conectado a unha fonte AC que produce un fluxo no aire e as tensións son inducidas nos devandados secundarios.

• Un núcleo móbil de ferro suave colócase dentro do soporte e o desprazamento a medir está conectado ao núcleo de ferro.

• O núcleo de ferro xeralmente ten alta permeabilidade, o que axuda a reducir os harmónicos e a alta sensibilidade do LVDT.

• O LVDT colócase dentro dunha carcasa de acero inoxidable porque proporciona escudo electrostático e electromagnético.

• Os dous devandados secundarios están conectados de tal xeito que a saída resultante é a diferenza entre as tensións dos dous devandados.

Principio de Funcionamento e Traballo

Como o primario está conectado a unha fonte AC, corrente e tensións alternas prodúcese nos secundarios do LVDT. A saída no secundario S1 é e1 e no secundario S2 é e2. Polo tanto, a saída diferencial é,

Esta ecuación explica o principio de funcionamento do LVDT.

Agora tres casos surgen segundo as posicións do núcleo que explican o funcionamento do LVDT, que se discuten a continuación:

• CASO I Cando o núcleo está na posición nula (sen desprazamento). Cando o núcleo está na posición nula, o fluxo ligado a ambos os devandados secundarios é igual, polo que a f.e.m. inducida é igual en ambos os devandados. Polo tanto, para ningún desprazamento, o valor da saída eout é cero, xa que e1 e e2 son iguais. Así, mostra que non houbo desprazamento.

• CASO II Cando o núcleo móvese cara arriba da posición nula (para desprazamento cara arriba do punto de referencia)

• Neste caso, o fluxo ligado ao devandado secundario S1 é maior en comparación co fluxo ligado a S2. Debido a isto, e1 será maior que e2. Debido a isto, a tensión de saída eout é positiva.

• CASO III Cando o núcleo móvese cara abaixo da posición Nula (para desprazamento cara abaixo do punto de referencia). Neste caso, a magnitude de e2 será maior que a de e1. Debido a isto, a saída eout será negativa e mostrará a saída cara abaixo do punto de referencia.

Saída VS Desprazamento do Núcleo

A tensión de saída dun LVDT presenta unha relación linear co desprazamento do núcleo, como se representa por unha curva linear nun gráfico. Algunhas puntos importantes sobre a magnitude e o signo da tensión inducida no LVDT.

A cantidade de cambio na tensión, xa sexa negativa ou positiva, é proporcional á cantidade de movemento do núcleo e indica a cantidade de movemento linear. Observando a tensión de saída aumentando ou diminuíndo, pódese determinar a dirección do movemento. A tensión de saída dun LVDT é unha función linear do desprazamento do núcleo.

Vantaxes do LVDT

• Alto Rango – Os LVDTs poden medir un amplo rango de desprazamentos, desde tan pouco como 1,25 mm ata 250 mm, o que aumenta a súa versatilidade en diversas aplicacións.

• Sen Perdas Friccionais – Como o núcleo move dentro dun soporte hueco, non hai perda de entrada de desprazamento como perda friccional, polo que o LVDT é un dispositivo moi preciso.

• Alta Entrada e Alta Sensibilidade – A saída do LVDT é tan alta que non necesita amplificación. O transductor posúe unha alta sensibilidade, que xeralmente é de aproximadamente 40V/mm.

• Baixa Histeresis – Os LVDTs mostran unha baixa histeresis e, polo tanto, a repetibilidade é excelente en todas as condicións.

• Baixo Consumo de Potencia – A potencia é de aproximadamente 1W, que é moi baixa en comparación con outros transductores.

• Conversión Directa a Sinais Eléctricos – Converten o desprazamento linear en tensión eléctrica, que é fácil de procesar.

Desvantaxes do LVDT

• Debido á súa sensibilidade aos campos magnéticos estranhos, os LVDTs requiren configuracións protexidas para asegurar un rendemento exacto e evitar interferencias.

• Os LVDTs afectanse polas vibracións e a temperatura.

• Conclúese que son vantaxosos en comparación con calquera outro transductor inductivo.

Aplicacións do LVDT

• Usamos o LVDT en aplicacións onde os desprazamentos a medir van desde unha fracción de mm ata poucos cm. O LVDT, actuando como un transductor primario, converte o desprazamento en sinal eléctrico directamente.

• O LVDT tamén pode actuar como un transductor secundario. Por exemplo, o tubo Bourdon que actúa como un transductor primario e converte a presión en desprazamento linear, e logo o LVDT converte este desprazamento en un sinal eléctrico que, despois de calibrar, dá as lecturas da presión do fluido.