Vad är LVDT?

Vad är LVDT?

Definition av LVDT

LVDT, eller Linear Variable Differential Transformer, är en induktiv transducer som omvandlar linjär rörelse till ett elektriskt signal. Den uppskattas för sin precision och tillförlitlighet.Utgången över sekundära spolen i denna transformer är differentiell, vilket ger den dess namn. Det är en mycket exakt induktiv transducer jämfört med andra induktiva transducers.

Konstruktion av LVDT

Huvudfunktioner i konstruktionen

• Transformatorn består av en primär spole P och två sekundära spolar S1 och S2 virade på en cylindrisk former (som är hohl och innehåller kärnan).

• Båda sekundära spolarna har lika många varv, och de placeras på båda sidor om primär spolen.

• Primär spolen är ansluten till en AC-källa som producerar en flöde i luftgapet och spänner induceras i sekundära spolarna.

• En flyttbar mjuk järnkärna placeras inuti formern och det att mätas förflyttning är anslutet till järnkärnan.

• Järnkärnan har generellt hög permeabilitet, vilket hjälper till att minska harmoniska och hög känslighet hos LVDT.

• LVDT placeras inuti en rostfri stålbehållare eftersom detta ger elektrostatisk och elektromagnetisk skärmning.

• De båda sekundära spolarna är anslutna på ett sätt så att resulterande utgång är skillnaden mellan spänningarna i de två spolarna.

Arbetsprincip och funktionssätt

Eftersom primären är ansluten till en AC-källa produceras alternerande ström och spänning i sekundära delen av LVDT. Utgången i sekundär S1 är e1 och i sekundär S2 är e2. Så den differentiella utgången är,

Denna ekvation förklarar arbetsprincipen för LVDT.

Nu uppstår tre fall beroende på kärnans position, vilket förklarar LVDT:s fungerande, som beskrivs nedan:

• FALL I När kärnan är i nollposition (för ingen förflyttning).När kärnan är i nollposition är flödet som länkar båda sekundära spolarna lika, så den inducerade spänningen är lika i båda spolarna. Så för ingen förflyttning är värdet av utgången eout noll eftersom e1 och e2 är lika. Så det visar att ingen förflyttning ägt rum.

• FALL II När kärnan flyttas uppifrån nollpositionen (för förflyttning uppifrån referenspunkten)

• I detta fall är flödet som länkar sekundär spola S1 mer än flödet som länkar S2. På grund av detta kommer e1 att vara mer än e2. På grund av detta blir utgångsspänningen eout positiv.

• FALL III När kärnan flyttas nedanför nollpositionen (för förflyttning nedanför referenspunkten). I detta fall kommer magnituden av e2 att vara mer än e1. På grund av detta blir utgången eout negativ och visar utgång nedanför referenspunkten.

Utgång mot kärnförflyttning

Utgångsspänningen från en LVDT visar en linjär relation med kärnans förflyttning, som representeras av en linjär kurva i ett diagram.Några viktiga punkter om magnitud och tecken på spänningen som induceras i LVDT

Mängden förändring i spänning, antingen negativ eller positiv, är proportionell till mängden rörelse av kärnan och indikerar mängden linjär rörelse.Genom att notera ökningen eller minskningen av utgångsspänningen kan rörelsens riktning fastställasUtgångsspänningen från en LVDT är en linjär funktion av kärnförflyttning.

Fördelar med LVDT

• Stort mätområde – LVDT:er kan mäta ett brett spektrum av förflyttningar, från så lite som 1,25 mm upp till 250 mm, vilket ökar deras mångsidighet i olika tillämpningar.

• Inga friktionstap – Eftersom kärnan rör sig inuti en hohl former finns det inga förluster av förflyttningstillförsel som friktion, vilket gör LVDT till ett mycket exakt enhet.

• Hög ingång och hög känslighet – Utgången från LVDT är så hög att den inte behöver någon förstärkning. Transducern har en hög känslighet, vilket typiskt är omkring 40V/mm.

• Låg hysteris – LVDT:er visar låg hysteris och därför är upprepbarheten utmärkt under alla förhållanden

• Låg energiförbrukning – Effekten är omkring 1W, vilket är mycket jämfört med andra transducer.

• Direkt omvandling till elektriska signaler – De omvandlar den linjära förflyttningen till elektriska spänningar, vilka är lätt att bearbeta

Nackdelar med LVDT

• På grund av sin känslighet för strömvägar kräver LVDT:er skyddande installationer för att säkerställa korrekt prestanda och förhindra interferens.

• LVDT påverkas av vibrationer och temperatur.

• Det konstateras att de är fördelaktig jämfört med andra induktiva transducer.

Tillämpningar av LVDT

• Vi använder LVDT i tillämpningar där förflyttningar som ska mätas varierar från en bråkdel av millimeter till några centimeter. LVDT fungerar som en primär transducer och omvandlar förflyttningen direkt till en elektrisk signal.

• LVDT kan också fungera som en sekundär transducer. Exempelvis kan Bourbon-rör användas som en primär transducer som omvandlar tryck till linjär förflyttning, och sedan konverterar LVDT denna förflyttning till en elektrisk signal, vilken efter kalibrering ger värdena för vätsketrycket.