Linear Variable Differential Transformer LVDT

Definisyong ng LVDT

Ang terminong LVDT ay tumutukoy sa Linear Variable Differential Transformer. Ito ang pinaka malawak na ginagamit na inductive transducer na nagsasaling ng linear motion sa electrical signal.

Ang output sa secondary ng transformer na ito ay differential kaya ito ay tinatawag na ganyan. Ito ay napakatumpak na inductive transducer kumpara sa iba pang inductive transducers.

Pagtatayo ng LVDT

Pangunahing Katangian ng Pagtatayo

• Ang transformer ay binubuo ng primary winding P at dalawang secondary windings S1 at S2 na nakabalot sa isang cylindrical former (na may butas at naglalaman ng core).

• Ang parehong secondary windings ay may magkatugmang bilang ng turns, at ilalagay sila sa bawat panig ng primary winding.

• Ang primary winding ay konektado sa isang AC source na nagpapadala ng flux sa air gap at voltages ay ipinapadala sa secondary windings.

• Isang movable soft iron core ay ilalagay sa loob ng former at ang displacement na susukatin ay ikokonekta sa iron core.

• Ang iron core ay karaniwang may mataas na permeability na tumutulong sa pagbabawas ng harmonics at mataas na sensitivity ng LVDT.

• Ang LVDT ay ilalagay sa loob ng stainless steel housing dahil ito ay magbibigay ng electrostatic at electromagnetic shielding.

• Ang parehong secondary windings ay konektado sa paraan na ang resultang output ay ang pagkakaiba sa mga voltage ng dalawang windings.

Pangunahing Prinsipyong Operasyon at Paggamit

Dahil ang primary ay konektado sa isang AC source, kaya alternating current at voltages ay nililikha sa secondary ng LVDT. Ang output sa secondary S1 ay e1 at sa secondary S2 ay e2. Kaya ang differential output ay,

Ang equation na ito ay nagpapaliwanag ng prinsipyo ng operasyon ng LVDT.

Ngayon, tatlong kaso ang lumilitaw batay sa lokasyon ng core na nagpapaliwanag ng paggana ng LVDT, at ito ay talakayan sa ibaba:

• KASO I Kapag ang core ay nasa null position (para sa walang displacement)
  Kapag ang core ay nasa null position, ang flux na kumokonekta sa parehong secondary windings ay pantay, kaya ang induced emf ay pantay din sa parehong windings. Kaya para sa walang displacement, ang halaga ng output eout ay zero dahil e1 at e2 pareho. Kaya ito ay nagpapakita na walang displacement na naganap.

• KASO II Kapag ang core ay inilipat pataas ng null position (Para sa displacement pataas ng reference point)
  Sa kasong ito, ang flux na kumokonekta sa secondary winding S1 ay mas marami kaysa sa flux na kumokonekta sa S2. Dahil dito, ang e1 ay mas mataas kaysa sa e2. Dahil dito, ang output voltage eout ay positibo.

• KASO III Kapag ang core ay inilipat pababa ng Null position (para sa displacement pababa ng reference point). Sa kasong ito, ang magnitude ng e2 ay mas marami kaysa sa e1. Dahil dito, ang output eout ay negatibo at nagpapakita ng output pababa ng reference point.

Output VS Core Displacement Isang linear na kurba na nagpapakita na ang output voltage ay nagbabago nang linear sa displacement ng core.

Mga mahalagang puntos tungkol sa magnitude at sign ng voltage na induced sa LVDT

• Ang halaga ng pagbabago sa voltage, kahit negative o positive, ay proporsyonal sa halaga ng paggalaw ng core at nagpapahiwatig ng halaga ng linear motion.

• Sa pamamagitan ng pagtingin sa output voltage na tumataas o bumababa, maaaring matukoy ang direksyon ng galaw.

• Ang output voltage ng LVDT ay linear function ng core displacement.

Mga Kakayahan ng LVDT

• Mataas na Range – Ang LVDTs ay may napakataas na range para sa pagsukat ng displacement. Maaari silang gamitin para sa pagsukat ng displacements mula 1.25 mm hanggang 250 mm.

• Walang Frictional Losses – Dahil ang core ay gumagalaw sa loob ng hollow former, walang nawawalang displacement input bilang frictional loss, kaya ito ay ginagawa ang LVDT bilang napakatumpak na device.

• Mataas na Input at Mataas na Sensitivity – Ang output ng LVDT ay napakataas na hindi ito nangangailangan ng anumang amplification. Ang transducer ay may mataas na sensitivity na karaniwang tungkol sa 40V/mm.

• Mababang Hysteresis – Ang LVDTs ay nagpapakita ng mababang hysteresis at kaya ang repeatability ay napakamahusay sa lahat ng kondisyon.

• Mababang Power Consumption – Ang power ay tungkol sa 1W na napakababa kumpara sa iba pang transducers.

• Direkta na Conversion to Electrical Signals – Ito ay nagsasaling ng linear displacement sa electrical voltage na madali na prosesuhin.

Mga Di-kakayahan ng LVDT

• Ang LVDT ay sensitibo sa stray magnetic fields kaya ito palaging nangangailangan ng setup upang protektahan sila mula sa stray magnetic fields.

• Ang LVDT ay maapektuhan ng vibrations at temperatura.