O que é LVDT?

O que é LVDT?

Definição de LVDT

O LVDT, ou Transformador Diferencial Variável Linear, é um transdutor indutivo que converte o movimento linear em um sinal elétrico. É altamente valorizado por sua precisão e confiabilidade.A saída entre os secundários deste transformador é diferencial, daí o nome. É um transdutor indutivo muito preciso em comparação com outros transdutores indutivos.

Construção do LVDT

Principais Características da Construção

• O transformador consiste em uma bobina primária P e duas bobinas secundárias S1 e S2 enroladas em um former cilíndrico (que é oco e contém o núcleo).

• Ambas as bobinas secundárias têm o mesmo número de espiras e são colocadas de cada lado da bobina primária.

• A bobina primária está conectada a uma fonte de CA, que produz um fluxo no espaço aéreo e induz tensões nas bobinas secundárias.

• Um núcleo móvel de ferro macio é colocado dentro do former e o deslocamento a ser medido está conectado ao núcleo de ferro.

• O núcleo de ferro geralmente tem alta permeabilidade, o que ajuda a reduzir harmônicos e aumentar a sensibilidade do LVDT.

• O LVDT é colocado dentro de uma carcaça de aço inoxidável, pois isso fornece blindagem eletrostática e eletromagnética.

• As duas bobinas secundárias estão conectadas de tal forma que a saída resultante é a diferença entre as tensões das duas bobinas.

Princípio de Funcionamento e Operação

Como a primária está conectada a uma fonte de CA, correntes e tensões alternadas são produzidas nos secundários do LVDT. A saída no secundário S1 é e1 e no secundário S2 é e2. Portanto, a saída diferencial é,

Esta equação explica o princípio de funcionamento do LVDT.

Agora, três casos surgem de acordo com as posições do núcleo, que explicam o funcionamento do LVDT, são discutidos abaixo:

• CASO I: Quando o núcleo está na posição nula (sem deslocamento).Quando o núcleo está na posição nula, o fluxo ligado a ambas as bobinas secundárias é igual, então a f.e.m. induzida é igual em ambas as bobinas. Portanto, sem deslocamento, o valor da saída eout é zero, já que e1 e e2 são iguais. Isso indica que não houve deslocamento.

• CASO II: Quando o núcleo é movido para cima da posição nula (para deslocamento acima do ponto de referência)

• Neste caso, o fluxo ligado à bobina secundária S1 é maior em comparação com o fluxo ligado a S2. Devido a isso, e1 será maior que e2. Como resultado, a tensão de saída eout é positiva.

• CASO III: Quando o núcleo é movido para baixo da posição nula (para deslocamento abaixo do ponto de referência). Neste caso, a magnitude de e2 será maior que a de e1. Como resultado, a saída eout será negativa e indicará o deslocamento abaixo do ponto de referência.

Tensão de Saída VS Deslocamento do Núcleo

A tensão de saída de um LVDT exibe uma relação linear com o deslocamento do núcleo, como representado por uma curva linear em um gráfico.Alguns pontos importantes sobre a magnitude e o sinal da tensão induzida no LVDT

A quantidade de mudança na tensão, seja negativa ou positiva, é proporcional à quantidade de movimento do núcleo e indica a quantidade de movimento linear.Observando se a tensão de saída está aumentando ou diminuindo, pode-se determinar a direção do movimento.A tensão de saída de um LVDT é uma função linear do deslocamento do núcleo.

Vantagens do LVDT

• Alto Intervalo – Os LVDTs podem medir uma ampla gama de deslocamentos, desde 1,25 mm até 250 mm, o que aumenta sua versatilidade em várias aplicações.

• Sem Perdas de Atrito – Como o núcleo se move dentro de um former oco, não há perda de entrada de deslocamento como perda de atrito, tornando o LVDT um dispositivo muito preciso.

• Alta Entrada e Alta Sensibilidade – A saída do LVDT é tão alta que não precisa de amplificação. O transdutor possui alta sensibilidade, que é tipicamente de cerca de 40 V/mm.

• Baixa Histerese – Os LVDTs apresentam baixa histerese, e, portanto, a repetibilidade é excelente em todas as condições.

• Baixo Consumo de Energia – O consumo de energia é de aproximadamente 1 W, o que é muito baixo em comparação com outros transdutores.

• Conversão Direta em Sinais Elétricos – Eles convertem o deslocamento linear em tensão elétrica, que é fácil de processar.

Desvantagens do LVDT

• Devido à sua sensibilidade a campos magnéticos estranhos, os LVDTs requerem configurações protetoras para garantir um desempenho preciso e evitar interferências.

• Os LVDTs são afetados por vibrações e temperatura.

• Conclui-se que eles são vantajosos em comparação com outros transdutores indutivos.

Aplicações do LVDT

• Usamos LVDT em aplicações onde os deslocamentos a serem medidos variam de uma fração de milímetro a alguns centímetros. O LVDT, atuando como um transdutor primário, converte o deslocamento diretamente em sinal elétrico.

• O LVDT também pode atuar como um transdutor secundário. Por exemplo, o tubo Bourdon, que atua como um transdutor primário, converte a pressão em deslocamento linear, e então o LVDT converte esse deslocamento em um sinal elétrico, que após calibração fornece as leituras da pressão do fluido.