क्या LVDT है?

LVDT क्या है?

LVDT की परिभाषा

LVDT या लिनियर वेरिएबल डिफरेंशियल ट्रांसफोर्मर, एक प्रकार का संवेदनशील ट्रांसड्यूसर है जो रेखीय गति को विद्युत संकेत में परिवर्तित करता है। इसकी सटीकता और विश्वसनीयता के कारण यह बहुत महत्वपूर्ण है।इस ट्रांसफोर्मर के द्वितीयक परिणाम अंतर से प्राप्त होता है, इसलिए इसे ऐसा कहा जाता है। यह अन्य संवेदनशील ट्रांसड्यूसरों की तुलना में बहुत सटीक है।

LVDT का निर्माण

निर्माण की मुख्य विशेषताएँ

• ट्रांसफोर्मर में एक प्राथमिक वाइंडिंग P और दो द्वितीयक वाइंडिंग S1 और S2 होती हैं, जो एक बेलनाकार फोर्मर (जो खोखला होता है और कोर को संचालित करता है) पर लपेटे जाते हैं।

• दोनों द्वितीयक वाइंडिंग में बराबर संख्या में चक्कर होते हैं, और हम उन्हें प्राथमिक वाइंडिंग के दोनों ओर रखते हैं।

• प्राथमिक वाइंडिंग को एक AC स्रोत से जोड़ा जाता है, जो वायु अंतराल में फ्लक्स उत्पन्न करता है और द्वितीयक वाइंडिंग में वोल्टेज उत्पन्न होता है।

• एक गतिशील सॉफ्ट आयरन कोर को फोर्मर के अंदर रखा जाता है और मापने वाला विस्थापन को आयरन कोर से जोड़ा जाता है।

• आयरन कोर आमतौर पर उच्च परमेयता वाला होता है, जो LVDT के हार्मोनिक्स और उच्च संवेदनशीलता को कम करने में मदद करता है।

• LVDT को एक स्टेनलेस स्टील हाउसिंग में रखा जाता है, क्योंकि यह इलेक्ट्रोस्टैटिक और इलेक्ट्रोमैग्नेटिक शील्डिंग प्रदान करता है।

• दोनों द्वितीयक वाइंडिंग इस प्रकार जोड़े जाते हैं कि परिणामी आउटपुट दोनों वाइंडिंग के वोल्टेज के बीच का अंतर होता है।

कार्य तथा कार्य सिद्धांत

क्योंकि प्राथमिक एक AC स्रोत से जुड़ा है, इसलिए LVDT के द्वितीयक में एकांतर धारा और वोल्टेज उत्पन्न होते हैं। द्वितीयक S1 में आउटपुट e1 और द्वितीयक S2 में आउटपुट e2 होता है। इसलिए अंतर आउटपुट है,

यह समीकरण LVDT के कार्य सिद्धांत को समझाता है।

अब कोर के स्थान के अनुसार तीन मामले उठते हैं, जो LVDT के कार्य को समझाते हैं, जैसा कि नीचे विस्तार से बताया गया है:

• केस I: जब कोर शून्य स्थिति (कोई विस्थापन नहीं) पर होता है।जब कोर शून्य स्थिति पर होता है, तो दोनों द्वितीयक वाइंडिंग में जुड़ा फ्लक्स समान होता है, इसलिए दोनों वाइंडिंग में उत्पन्न विद्युत विभव समान होता है। इसलिए, कोई विस्थापन न होने पर आउटपुट eout का मान शून्य होता है, क्योंकि e1 और e2 दोनों समान होते हैं। इससे यह साबित होता है कि कोई विस्थापन नहीं हुआ।

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

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

• केस III: जब कोर शून्य स्थिति से नीचे जाता है (संदर्भ बिंदु से नीचे की ओर विस्थापन)। इस मामले में, e2 का परिमाण e1 की तुलना में अधिक होता है। इसके कारण आउटपुट eout ऋणात्मक होता है और इससे संदर्भ बिंदु से नीचे की ओर विस्थापन दिखाया जाता है।

आउटपुट विरुद्ध कोर विस्थापन

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

वोल्टेज में नकारात्मक या धनात्मक परिवर्तन की मात्रा, कोर के आंदोलन की मात्रा के समानुपाती होती है और रेखीय गति की मात्रा को दर्शाती है।आउटपुट वोल्टेज के बढ़ने या घटने से गति की दिशा निर्धारित की जा सकती है।LVDT का आउटपुट वोल्टेज, कोर विस्थापन का रैखिक फलन है।

LVDT के फायदे

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

• कोई घर्षण नुकसान नहीं – कोर एक खोखले फोर्मर के अंदर चलता 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 हिस्टीरिसिस – LVDTs कम हिस्टीरिसिस दिखाते हैं, इसलिए उनकी पुनरावृत्ति सभी परिस्थितियों में बहुत अच्छी होती है।

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

• सीधे विद्युत संकेत में परिवर्तन – वे रेखीय विस्थापन को विद्युत वोल्टेज में परिवर्तित करते हैं, जो प्रोसेस करने में आसान होता है।

LVDT के नुकसान

• LVDTs विचरण चुंबकीय क्षेत्रों के प्रति संवेदनशील होते हैं, इसलिए उनके सटीक प्रदर्शन के लिए रक्षात्मक सेटअप की आवश्यकता होती है और हस्तक्षेप से बचा जाना चाहिए।

• LVDT दोलन और तापमान से प्रभावित होते हैं।

• यह निष्कर्ष निकाला जाता है कि वे अन्य संवेदनशील ट्रांसड्यूसरों की तुलना में लाभदायक हैं।

LVDT के अनुप्रयोग

• हम LVDT का उपयोग उन अनुप्रयोगों में करते हैं जहाँ विस्थापन मापने की आवश्यकता होती है, जो mm के भाग से कुछ cm तक की होती है। LVDT प्राथमिक ट्रांसड्यूसर के रूप में कार्य करता है और विस्थापन को सीधे विद्युत संकेत में परिवर्तित करता है।

• LVDT द्वितीयक ट्रांसड्यूसर के रूप में भी कार्य कर सकता है। उदाहरण के लिए, बोर्बन ट्यूब जो प्राथमिक ट्रांसड्यूसर के रूप में कार्य करता है और दबाव को रेखीय विस्थापन में परिवर्तित करता है, और फिर LVDT इस विस्थापन को विद्युत संकेत में परिवर्तित करता है, जो कैलिब्रेशन के बाद तरल के दबाव की रीडिंग देता है।