Hva er LVDT?

Hva er LVDT?

Definisjon av LVDT

LVDT, eller Lineær Variabel Differensialtransformator, er en induktiv transducer som konverterer lineær bevegelse til et elektrisk signal. Den er høyt verdsatt for sin nøyaktighet og pålitelighet. Utdataen over sekundæringen i denne transformatora er differensialet, og derfor kalles den slik. Det er en svært nøyaktig induktiv transducer sammenlignet med andre induktive transducere.

Konstruksjon av LVDT

Hovedtrekk i konstruksjonen

• Transformatora består av en primær spole P og to sekundære spoler S1 og S2 viklet på en sylindrisk former (som er hul og inneholder kjernen).

• Begge sekundære spoler har like mange viklinger, og de plasseres på hver side av primærspolen.

• Primærspolen er koblet til en AC-kilde som produserer en flux i luftgappen, og spenninger induseres i sekundære spoler.

• En flyttbar mjuk jernkjerne er plassert inni formeren, og forskyvningen som skal måles, er koblet til jernkjernen.

• Jernkjernen har generelt høy permeabilitet, noe som bidrar til å redusere harmoniske og høy sensitivitet hos LVDT.

• LVDT er plassert inni en rustfri stålhus, da det gir elektrostatisk og elektromagnetisk skjerming.

• De to sekundære spolene er koblet på en måte som resulterer i at utdataen er forskjellen mellom spenninger i de to spolene.

Prinsipp for funksjon og virking

Siden primæren er koblet til en AC-kilde, produseres alternerende strøm og spenninger i sekundæringen av LVDT. Utdataen i sekundæring S1 er e1, og i sekundæring S2 er e2. Så den differensielle utdataen er,

Denne ligningen forklarer prinsippet for funksjon hos LVDT.

Nå oppstår tre tilfeller basert på kjerneposisjonen, som forklarer virkingen av LVDT, som beskrives nedenfor:

• TILFELLE I Når kjernen er i nullposisjon (for ingen forskyvning). Når kjernen er i nullposisjon, er fluxen som knyttes til begge sekundære spoler lik, så den induserte emf er lik i begge spoler. Så for ingen forskyvning er verdien av utdata eout null, da e1 og e2 er like. Så det viser at ingen forskyvning har funnet sted.

• TILFELLE II Når kjernen er flyttet oppover nullposisjon (For forskyvning oppover referansepunktet)

• I dette tilfellet er fluxen som knyttes til sekundærspole S1 større enn fluxen som knyttes til S2. På grunn av dette vil e1 være større enn e2. På grunn av dette blir utdataspenningen eout positiv.

• TILFELLE III Når kjernen er flyttet nedover nullposisjon (for forskyvning nedover referansepunktet). I dette tilfellet vil magnituden av e2 være større enn e1. På grunn av dette vil utdata eout være negativ og vise utdata nedover referansepunktet.

Utdata VS Kjerneforskyvning

Spenningsutdataen fra en LVDT viser en lineær relasjon med kjernes forskyvning, som representeres ved en lineær kurve i et diagram. Noen viktige punkter om magnituden og fortegn av spenning indusert i LVDT

Mengden endring i spenning, enten negativ eller positiv, er proporsjonal med mengden bevegelse av kjernen og indikerer mengden lineær bevegelse. Ved å notere økende eller synkende utdataspenning kan retningen av bevegelsen fastsettes. Utdataspenningen fra en LVDT er en lineær funksjon av kjernes forskyvning.

Fordeler med LVDT

• Høy rekkevidde – LVDT kan måle en bred rekke med forskyvninger, fra så lite som 1,25 mm opp til 250 mm, noe som øker deres versatilitet i ulike applikasjoner.

• Ingen friksjonsforskast – Siden kjernen beveger seg inni en tom former, er det ingen tap av forskyvningsinndata som friksjonsforskast, noe som gjør LVDT til en svært nøyaktig enhet.

• Høy inngang og høy sensitivitet – Utdataen fra LVDT er så høy at den ikke trenger noen forsterkning. Transduceren har en høy sensitivitet, som typisk er omtrent 40V/mm.

• Lav hysteresis – LVDT viser lav hysteresis, og dermed er repetitiviteten utmerket under alle forhold.

• Lav strømforbruk – Strømmen er omtrent 1W, noe som er veldig liten sammenlignet med andre transducere.

• Direkte konvertering til elektriske signaler – De konverterer den lineære forskyvningen til elektrisk spenning, som er enkel å behandle.

Ulemper med LVDT

• På grunn av deres følsomhet for vill magnetfelt, krever LVDT beskyttende oppsett for å sikre nøyaktig ytelse og forhindre interferens.

• LVDT påvirkes av vibrasjoner og temperatur.

• Det konkluderes at de er fordelaktige sammenlignet med andre induktive transducere.

Applikasjoner av LVDT

• Vi bruker LVDT i applikasjoner hvor forskyvninger som skal måles, varierer fra en brøkdel millimeter til noen centimeter. LVDT fungerer som en primær transducer som konverterer forskyvningen direkte til et elektrisk signal.

• LVDT kan også fungere som en sekundær transducer. For eksempel, Bourbon-røret fungerer som en primær transducer og konverterer trykk til lineær forskyvning, og deretter konverterer LVDT denne forskyvningen til et elektrisk signal, som etter kalibrering gir lesinger av væsketrykket.