LVDT क्या है?

LVDT क्या है?

LVDT की परिभाषा

LVDT या लिनियर वेरिएबल डिफरेंशियल ट्रांसफार्मर, एक प्रकार का इंडक्टिव ट्रांसड्यूसर होता है जो लिनियर मोशन को इलेक्ट्रिकल सिग्नल में परिवर्तित करता है। इसकी सटीकता और विश्वसनीयता के लिए यह बहुत मूल्यवान है। इस ट्रांसफार्मर के सेकेंडरी पर आउटपुट डिफरेंशियल होता है, इसलिए इसे ऐसा कहा जाता है। अन्य इंडक्टिव ट्रांसड्यूसरों की तुलना में यह बहुत सटीक इंडक्टिव ट्रांसड्यूसर है।

LVDT का निर्माण

निर्माण की मुख्य विशेषताएं

• ट्रांसफार्मर में एक प्राथमिक वाइंडिंग P और दो सेकेंडरी वाइंडिंग S1 और S2 होती हैं, जो एक सिलेंड्रिकल फॉर्मर (जो खोखला होता है और कोर को समाहित करता है) पर लपेटी जाती हैं।

• दोनों सेकेंडरी वाइंडिंग में टर्नों की संख्या समान होती है, और हम उन्हें प्राथमिक वाइंडिंग के दोनों ओर रखते हैं।

• प्राथमिक वाइंडिंग को एक AC स्रोत से जोड़ा जाता है, जो एयर गैप में फ्लक्स उत्पन्न करता है और सेकेंडरी वाइंडिंग में वोल्टेज उत्पन्न होती है।

• एक घुमने वाला सॉफ्ट आयरन कोर फॉर्मर के अंदर रखा जाता है और मापने वाला विस्थापन आयरन कोर से जुड़ा होता है।

• आयरन कोर आमतौर पर उच्च परमेयता वाला होता है, जो इसकी मदद करता है ध्वनिक तथा LVDT की उच्च संवेदनशीलता को कम करने में।

• LVDT को स्टेनलेस स्टील के आवरण में रखा जाता है क्योंकि यह इलेक्ट्रोस्टैटिक और इलेक्ट्रोमैग्नेटिक शीलिंग प्रदान करता है।

• दोनों सेकेंडरी वाइंडिंग इस तरह से जोड़ी जाती हैं कि परिणामी आउटपुट दो वाइंडिंग के वोल्टेज के बीच का अंतर होता है।

प्रिंसिपल ऑफ ऑपरेशन और कामकाज

चूंकि प्राथमिक AC स्रोत से जुड़ा होता है, इसलिए एलवीडीटी के सेकेंडरी में एक्सिलेटिंग करंट और वोल्टेज उत्पन्न होते हैं। सेकेंडरी S1 में आउटपुट e1 और सेकेंडरी S2 में आउटपुट e2 होता है। इसलिए डिफरेंशियल आउटपुट है,

यह समीकरण LVDT के ऑपरेशन के सिद्धांत को समझाता है।

अब कोर के स्थान के अनुसार तीन मामले उठते हैं जो LVDT के कामकाज को समझाते हैं, जैसा कि नीचे चर्चा की गई है,

• केस I: जब कोर शून्य स्थिति (कोई विस्थापन नहीं) पर होता है। जब कोर शून्य स्थिति पर होता है तो दोनों सेकेंडरी वाइंडिंग के साथ जुड़ा फ्लक्स समान होता है, इसलिए दोनों वाइंडिंग में उत्पन्न EMF समान होता है। इसलिए, कोई विस्थापन नहीं होने पर आउटपुट eout का मान शून्य होता है क्योंकि e1 और e2 दोनों समान होते हैं। इससे पता चलता है कि कोई विस्थापन नहीं हुआ।

• केस II: जब कोर शून्य स्थिति से ऊपर की ओर चला जाता है (रेफरेंस बिंदु से ऊपर की ओर विस्थापन)।

• इस मामले में, द्वितीयक वाइंडिंग S1 के साथ जुड़ा फ्लक्स S2 के साथ जुड़े फ्लक्स की तुलना में अधिक होता है। इसके कारण e1, e2 की तुलना में अधिक होगा। इसके कारण आउटपुट वोल्टेज eout धनात्मक होगा।

• केस III: जब कोर शून्य स्थिति से नीचे की ओर चला जाता है (रेफरेंस बिंदु से नीचे की ओर विस्थापन)। इस मामले में, e2 का परिमाण e1 की तुलना में अधिक होगा। इसके कारण आउटपुट eout ऋणात्मक होगा और रेफरेंस बिंदु से नीचे की ओर विस्थापन को दर्शाएगा।

आउटपुट विरुद्ध कोर विस्थापन

एलवीडीटी का आउटपुट वोल्टेज, कोर के विस्थापन के साथ रैखिक संबंध दर्शाता है, जैसा कि एक ग्राफ पर एक रैखिक वक्र द्वारा दर्शाया गया है। एलवीडीटी में उत्पन्न वोल्टेज की मात्रा और चिह्न के बारे में कुछ महत्वपूर्ण बिंदु

वोल्टेज में बदलाव, चाहे ऋणात्मक हो या धनात्मक, कोर के आंदोलन की मात्रा के अनुपात में होता है और रैखिक गति की मात्रा को दर्शाता है। आउटपुट वोल्टेज बढ़ रहा है या घट रहा है, इसके द्वारा गति की दिशा निर्धारित की जा सकती है। एलवीडीटी का आउटपुट वोल्टेज, कोर विस्थापन का रैखिक फ़ंक्शन है।

LVDT के फायदे

• उच्च परास - LVDTs 1.25 mm से 250 mm तक की विस्थापन को माप सकते हैं, जो विभिन्न एप्लिकेशनों में उनकी विविधता को बढ़ाता है।

• कोई घर्षण नुकसान नहीं - कोर को एक खोखले फॉर्मर के अंदर घुमाया जाता है, इसलिए विस्थापन इनपुट का कोई घर्षण नुकसान नहीं होता, जिससे LVDT बहुत सटीक उपकरण बन जाता है।

• उच्च इनपुट और उच्च संवेदनशीलता - LVDT का आउटपुट इतना उच्च होता है कि इसे किसी विस्तार की आवश्यकता नहीं होती। ट्रांसड्यूसर की संवेदनशीलता आमतौर पर 40V/mm के आसपास होती है।

• कम हिस्टेरीसिस - LVDTs में कम हिस्टेरीसिस होता है और इसलिए विभिन्न स्थितियों में अत्यधिक दोहराव होता है।

• कम ऊर्जा उपभोग - शक्ति लगभग 1W होती है, जो अन्य ट्रांसड्यूसरों की तुलना में बहुत कम है।

• सीधे इलेक्ट्रिकल सिग्नल में परिवर्तन - वे रैखिक विस्थापन को इलेक्ट्रिकल वोल्टेज में परिवर्तित करते हैं, जो प्रोसेस करने में आसान होते हैं।

LVDT के नुकसान

• अस्थिर चुंबकीय क्षेत्रों के प्रति संवेदनशीलता के कारण, LVDTs को सुरक्षित सेटअप की आवश्यकता होती है ताकि सटीक प्रदर्शन और हस्तक्षेप को रोका जा सके।

• LVDTs दोलन और तापमान से प्रभावित होते हैं।

• यह निष्कर्ष निकाला गया है कि वे किसी भी अन्य इंडक्टिव ट्रांसड्यूसर की तुलना में लाभदायक हैं।

LVDT के अनुप्रयोग

• हम उन एप्लिकेशनों में LVDT का उपयोग करते हैं जहाँ विस्थापन को मापने की आवश्यकता होती है, जो एक भाग mm से कुछ सेंटीमीटर तक की होती है। LVDT, एक प्राथमिक ट्रांसड्यूसर के रूप में, विस्थापन को सीधे इलेक्ट्रिकल सिग्नल में परिवर्तित करता है।

• LVDT द्वितीयक ट्रांसड्यूसर के रूप में भी काम कर सकता है। उदाहरण के लिए, बोर्बन ट्यूब जो प्राथमिक ट्रांसड्यूसर के रूप में काम करता है और दबाव को रैखिक विस्थापन में परिवर्तित करता है, और फिर LVDT इस विस्थापन को इलेक्ट्रिकल सिग्नल में परिवर्तित करता है, जो कलिब्रेशन के बाद द्रव के दबाव की माप देता है।