LVDT nedir?

LVDT Nedir?

LVDT Tanımı

LVDT, yani Doğrusal Değişken Diferansiyel Dönüşücü, doğrusal hareketi elektrik sinyaline dönüştüren bir indüktif transdüserdir. Hassasiyeti ve güvenilirliği nedeniyle çok değerlidir.Bu dönüştürücünün ikincilindeki çıkış diferansiyeldir, bu yüzden böyle adlandırılır. Diğer indüktif transdüserlere kıyasla çok hassas bir indüktif transdüserdir.

LVDT Yapısı

Yapının Ana Özellikleri

• Dönüştürücü, P birincil bobini ve S1 ve S2 ikincil bobinlerden oluşur. Bu bobinler, silindirik bir form üzerine sarılır (bu form boş olup çekirdeği içerir).

• Her iki ikincil bobin de eşit sayıda sarım ile yapılmıştır ve bunlar birincil bobinin her iki tarafına yerleştirilmiştir.

• Birincil bobin, hava boşluğunda akıyı üreten bir AC kaynağına bağlanır ve ikincil bobinlerde voltajlar induksiyon edilir.

• Formun içine yerleştirilen hareketli yumuşak demir çekirdek, ölçülmesi gereken yer değiştirmeye bağlıdır.

• Demir çekirdek genellikle yüksek geçirgenliğe sahiptir, bu da harmonikleri azaltmaya ve LVDT'nin yüksek hassasiyetine yardımcı olur.

• LVDT, elektrostatik ve manyetik kalkanlamayı sağlayacak şekilde paslanmaz çelik bir kılıfın içinde yerleştirilir.

• İkincil bobinler, sonuçta elde edilen çıkışın iki bobin arasındaki voltaj farkı olması için belirli bir şekilde bağlanmıştır.

Çalışma Prensibi ve İşlemi

Birincil, bir AC kaynağına bağlandığından, LVDT'nin ikincilinde alterne akım ve voltajlar üretilir. İkincil S1'deki çıkış e1 ve ikincil S2'deki çıkış e2'dir. Bu nedenle, diferansiyel çıkış,

Bu denklem, LVDT'nin çalışma prensibini açıklar.

Şimdi, çekirdeğin konumlarına göre üç durum ortaya çıkar. Bu durumlar, LVDT'nin çalışmasını açıklar:

• VAKA I: Çekirdek sıfır pozisyonundadır (yer değiştirme yok).Çekirdek sıfır pozisyonundayken, her iki ikincil bobinle bağlantılı olan akım eşittir, bu nedenle her iki bobinde de induksiyon edilen emf eşittir. Yer değiştirme olmadığında, eout değeri sıfırdır çünkü e1 ve e2 eşittir. Bu, yer değiştirme olmadığını gösterir.

• VAKA II: Çekirdek, sıfır pozisyonunun üstündedir (referans noktasının üstüne yer değiştirme).

• Bu durumda, ikincil bobin S1 ile bağlantılı olan akım, S2 ile bağlantılı olan akımdan daha fazladır. Bu nedenle, e1, e2'den daha fazladır. Bu nedenle, çıkış voltajı eout pozitiftir.

• VAKA III: Çekirdek, sıfır pozisyonunun altında (referans noktasının altına yer değiştirme). Bu durumda, e2'nin büyüklüğü, e1'in büyüklüğünden daha fazladır. Bu nedenle, eout çıkışı negatif olur ve referans noktasının altındaki çıkışı gösterir.

Çıkış vs Çekirdek Yer Değiştirme

LVDT'nin çıkış voltajı, çekirdeğin yer değiştirmesiyle doğrusal bir ilişki gösterir. Bu, bir grafik üzerinde doğrusal bir eğri olarak temsil edilir.LVDT'de induksiyon edilen voltajın büyüklüğü ve işaretine dair bazı önemli noktalar:

Voltajdaki değişimin, negatif veya pozitif olduğu orantılıdır, çekirdeğin hareket miktarına ve doğrusal hareket miktarını gösterir.Çıkış voltajının artıp azaldığını not ederek hareket yönü belirlenebilir.LVDT'nin çıkış voltajı, çekirdeğin yer değiştirmesinin doğrusal fonksiyonudur.

LVDT'nin Avantajları

• Yüksek Aralıklı Ölçüm - LVDT'ler, 1,25 mm'den 250 mm'ye kadar geniş bir yer değiştirme aralığını ölçebilir, bu da çeşitli uygulamalarda esnekliğini artırır.

• Sürtünme Kaybı Yok - Çekirdek boş bir formun içinde hareket ettiği için, yer değiştirme girişinde sürtünme kaybı olmaz, bu da LVDT'yi çok hassas bir cihaz yapar.

• Yüksek Giriş ve Yüksek Hassasiyet - LVDT'nin çıkışı o kadar yüksektir ki, herhangi bir amplifikasyona ihtiyaç duymaz. Transdüser, tipik olarak yaklaşık 40 V/mm'lik yüksek hassasiyete sahiptir.

• Düşük Histeriz - LVDT'ler düşük histeriz gösterdiği için, tüm koşullar altında tekrarlanabilirliği mükemmel olur.

• Düşük Güç Tüketimi - Güç tüketimi yaklaşık 1 W'dır, bu diğer transdüserlere kıyasla çok düşüktür.

• Doğrudan Elektrik Sinyali Dönüştürme - Doğrusal yer değiştirme, işlenmesi kolay olan elektrik voltaja dönüştürülür.

LVDT'nin Dezavantajları

• Rastgele manyetik alanlara karşı hassasiyeti nedeniyle, LVDT'ler doğru performans ve interferans önleyici koruma kurulumlarına ihtiyaç duyar.

• LVDT, titreşimlere ve sıcaklık değişimlerine etkilidir.

• Sonuç olarak, diğer indüktif transdüserlere kıyasla avantajlıdır.

LVDT'nin Uygulamaları

• LVDT'yi, ölçülecek yer değiştirmeleri birkaç milimetreden birkaç santimetreye kadar olan uygulamalarda kullanırız. LVDT, yer değiştirmeyi doğrudan elektrik sinyaline dönüştüren birincil bir transdüser olarak çalışır.

• LVDT ayrıca ikincil bir transdüser olarak da çalışabilir. Örneğin, Bourbon tübü, birincil transdüser olarak çalışır ve basınçtan doğrusal yer değiştirmeye dönüştürür, ardından LVDT bu yer değiştirmeyi elektrik sinyaline dönüştürür, kalibrasyon sonrası akışkanın basıncını verir.