Šta je LVDT?

Šta je LVDT?

Definicija LVDT-a

LVDT, ili Linearni Varijabilni Diferencijalni Transformator, je induktivni transduktor koji pretvara linearni pokret u električni signal. Iznimno je cenjen zbog svoje preciznosti i pouzdanosti.Izlaz preko sekundarnih obмота ovog transformatora je diferencijalan, stoga se tako naziva. To je izuzetno tačan induktivni transduktor uspoređen s drugim induktivnim transduktorima.

Konstrukcija LVDT-a

Glavne karakteristike konstrukcije

• Transformator se sastoji od primarnog obмота P i dva sekundarna obмота S1 i S2 namotana na cilindričnu formu (koja je prazna i sadrži jezgra).

• Obа sekundarna obмота imaju jednak broj zavoјaka, i smеšteni su sa обе стране primarnog obмота.

• Primarni obмот је povezan sa AC izvorom, što proizvodi fluks u vazdušnom razмаку i indukuje napone u sekundarnim obмотима.

• Pokretno mekano željezo je postavlјeno unutra formu, а pomak koji treba meriti је povezan са željezom.

• Željezo je obično visokopermeabilno, što pomaže u smanjivanju harmonika i visoke osjetljivosti LVDT-a.

• LVDT је smеšten unutra nerđajuću čеликску kućišте, jer to pruža електростатичку и електромагнетну štitu.

• Obа sekundarna obмота su povezana na način da rezultirajući izlaz predstavlјa razliku između napona dva obмота.

Princip rada i funkcionisanje

Kako je primarni obмот povezan sa AC izvorom, produkuju se promenljivi struja i naponi u sekundarnim obмотима LVDT-a. Izlaz u sekundarnom obмоту S1 је e1, а u sekundarnom obмоту S2 је e2. Dakle, diferencijalni izlaz је,

Ova jednačina objašnjava princip rada LVDT-a.

Sada se javljaju tri slučaja, u zavisnosti od lokacije jezgra, koji objašnjavaju rad LVDT-a, kao što је opisano ispod:

• SLUČAJ I Kada је jezgro na nuli poziciji (bez pomaka).Kada је jezgro na nuli poziciji, fluks koji se veže za obа sekundarna obмота је jednak, pa su indukovani emf-ovi jednaki u obа obмота. Dakle, za nula pomak, vrednost izlaza eout је nula, jer su e1 i e2 jednaki. To pokazuje da se nema pomaka.

• SLUČAJ II Kada је jezgro pomereno prema gore od nule (za pomak prema gore od referentne tačke)

• U ovom slučaju, fluks koji se veže za sekundarni obмот S1 је veći u odnosu na fluks koji se veže za S2. Zbog toga је e1 veći od e2. Zbog toga је izlazni napon eout pozitivan.

• SLUČAJ III Kada је jezgro pomereno prema dole od nule (za pomak prema dole od referentne tačke). U ovom slučaju, magnituda e2 ће biti veća od e1. Zbog toga ће izlazni napon eout biti negativan i pokazivati izlaz prema dole od referentne tačke.

Izlaz vs Pomak Jezgra

Izlazni napon LVDT-a pokazuje linearnu vezu sa pomakom jezgra, kako је predstavljeno linearnom krivom na grafikonu.Neki važni aspekti o magnitudi i znaku indukovane napona u LVDT-u

Promena napona, bilo negativna ili pozitivna, је proporcionalna količini pomaka jezgra i pokazuje količinu linearnog kretanja. Posmatrajući povećanje ili smanjenje izlaznog napona, može se odrediti smer kretanja. Izlazni napon LVDT-a је linearna funkcija pomaka jezgra.

Prednosti LVDT-a

• Visoki Opseg – LVDT-i mogu meriti širok spektar pomaka, od manje od 1,25 mm do 250 mm, što unapređuje njihovu fleksibilnost u različitim aplikacijama.

• Bez Frikcijskih Gubitaka – Budući da se jezgro kreće unutar prazne forme, ne postoје gubitci ulaznog pomaka kao frikcijski gubitci, što čini LVDT vrlo tačnim uređajem.

• Visoki Ulaz i Visoka Osjetljivost – Izlaz LVDT-a је toliko visok da ne zahteva pojačanje. Transduktor posjeduje visoku osjetljivost, koja tipično iznosi oko 40V/mm.

• Niska Histerija – LVDT-i pokazuju nisku histeriju, pa је ponovljivost izvanredna pod svim uslovima.

• Niska Potrošnja Struje – Potrošnja struje iznosi oko 1W, što је vrlo mala u poređenju s drugim transduktorima.

• Direktna Konverzija u Električne Signale – Oni pretvaraju linearni pomak u električni napon, koji је lako obraditi.

Nedostaci LVDT-a

• Zbog svoje osjetljivosti na strane magnetne polјa, LVDT-i zahtevaju zaštitne podešavanja kako bi se osiguralo tačno performanse i sprečila interferencija.

• LVDT se može uticati vibracijama i temperaturom.

• Zakљučujemo da su oni prednostni u usporedbi s drugim induktivnim transduktorima.

Aplikacije LVDT-a

• Koristimo LVDT u aplikacijama gdje su pomaci koji se mere u rasponu od frakcije milimetara do nekoliko centimetara. LVDT, kao primarni transduktor, direktno pretvara pomak u električni signal.

• LVDT može takođe delovati kao sekundarni transduktor. Na primer, Bordon cev deluje kao primarni transduktor i pretvara pritisak u linearni pomak, a zatim LVDT pretvara taj pomak u električni signal, koji nakon kalibracije daje čitanja pritiska tečnosti.