Lineáris Változó Differenciál Transzformátor LVDT

LVDT definíció

A(z) LVDT kifejezés a Lineáris Változó Differenciáltranszformátor rövidítése. Ez a leggyakrabban használt indukciós transzducens, amely a lineáris mozgást elektromos jelre alakítja.

Ez a transzformátor másodlagos oldalán differenciális kimenetet ad, ezért ezt a nevet kapta. Ez a transzducens sokkal pontosabb, mint a többi indukciós transzducens.

LVDT szerkezete

Szerkezeti főbb jellemzők

• A transzformátor egy P elsődleges tekercsével és két S₁ és S₂ másodlagos tekercsével rendelkezik, amelyeket egy hengeres, üres formájú (amelyben a mag található) keretbe tekernek.

• Mindkét másodlagos tekercs ugyanolyan számú tekercsűrűt tartalmaz, és az elsődleges tekercs mindkét oldalán helyezik őket el.

• Az elsődleges tekercs egy AC forráshoz van csatlakoztatva, ami fluxust generál a levegőtartományban, és indukálja a másodlagos tekercsekben a feszültséget.

• Egy mozgó puhavas mágneses magot helyeznek a keretbe, és a mérni kívánt elmozdulás a vasmaghoz van csatlakoztatva.

• A vasmag általában nagy permeabilitású, ami segít a harmonikusok csökkentésében és a LVDT érzékenységének növelésében.

• A LVDT-t锈钢外壳内，因为这样可以提供静电和电磁屏蔽。 - 两个次级线圈以这种方式连接，使得输出是两个线圈电压的差值。

Működési elv és működés

Mivel az elsődleges tekercs egy AC forráshoz van csatlakoztatva, így az LVDT másodlagos tekercseiben váltakozó áram és feszültség keletkezik. Az S₁ másodlagos tekercsben az eredmenyül kapott feszültség e₁, míg az S₂ másodlagos tekercsben e₂. Így a differenciális kimenet:

Ez az egyenlet magyarázza a LVDT működési elvét.

Most három eset jelenik meg a mag helyzetének függvényében, amelyek a LVDT működését magyarázzák:

• ESZET I Amikor a mag null pozícióban van (nincs elmozdulás)
  Ha a mag a null pozícióban van, akkor a fluxus, amely mindkét másodlagos tekercssel kapcsolatba kerül, egyenlő, így az indukált feszültség is egyenlő mindkét tekercsben. Tehát nincs elmozdulás esetén az e_out kimeneti értéke nulla, mert e₁ és e₂ egyenlőek. Ez azt mutatja, hogy nem történt elmozdulás.

• ESZET II Amikor a mag a null pozíciótól felfelé mozdul el (a referencia pont fölé)
  Ebben az esetben a fluxus, amely az S₁ másodlagos tekercsben található, nagyobb, mint az S₂ másodlagos tekercsben. Ezenkívül az e₁ feszültség nagyobb lesz, mint az e₂. Emiatt az e_out kimeneti feszültség pozitív lesz.

• ESZET III Amikor a mag a null pozíciótól lefelé mozdul el (a referencia pont alá)
  Ebben az esetben az e₂ feszültség nagyobb lesz, mint az e₁. Emiatt az e_out kimeneti feszültség negatív lesz, és a referencia pont alatti elmozdulást mutatja.

Kimeneti feszültség vs. Mag elmozdulása A lineáris görbe azt mutatja, hogy a kimeneti feszültség lineárisan változik a mag elmozdulásával.

Néhány fontos pont a LVDT-ben indukált feszültség nagyságáról és előjeléről

• A feszültség változása, legyen az negatív vagy pozitív, arányos a mag elmozdulásának mennyiségével, és a lineáris mozgás mennyiségét jelzi.

• A kimeneti feszültség növekedésének vagy csökkenésének figyelembe vétele alapján meghatározható a mozgás iránya.

• A LVDT kimeneti feszültsége lineáris függvénye a mag elmozdulásának.

LVDT előnyei

• Nagy mérési tartomány – A LVDT-k nagyon nagy mérési tartományt biztosítanak az elmozdulás mérése céljából. Használhatók 1,25 mm-től 250 mm-ig terjedő elmozdulások mérésére.

• Nincs súrlódási veszteség – Mivel a mag egy üres keretben mozog, nincs súrlódási veszteség, ami a LVDT-et nagyon pontos eszközzé teszi.

• Magas bemeneti és magas érzékenység – A LVDT kimenete olyan magas, hogy nem igényel erősítést. A transzducens nagy érzékenységgel rendelkezik, tipikusan körülbelül 40 V/mm.

• Alacsony hysteresis – A LVDT-k alacsony hysteresist mutatnak, így a reprodukálhatóság kiemelkedő minden körülmények között.

• Alacsony energiafogyasztás – Az energiateljesítmény körülbelül 1 W, ami nagyon alacsony más transzducensekkel összevetve.

• Közvetlen átalakítás elektromos jelekre – A lineáris elmozdulást közvetlenül elektromos feszültségre alakítják, ami könnyen feldolgozható.

LVDT hátrányai

• A LVDT érzékeny a zavaró mágneses mezőkre, ezért mindig védelmi beállítást igényel a zavaró mágneses mezők ellen.

• A LVDT hatással van a rezgések és a hőmérséklet.

Összefoglalva, a LVDT-k előnyösnek bizonyulnak más indukciós transzducensekkel összevetve.

LVDT alkalmazásai

1. A LVDT-t olyan alkalmazásokban használjuk, ahol a mérni kívánt elmozdulások töredék millimétertől néhány centiméterig terjednek. A LVDT elsődleges transzducensként működik, és közvetlenül a lineáris elmozdulást elektromos jelekre alakítja.

2. A LVDT továbbá másodlagos transzducensként is működhet. Például a Bourdon cső elsődleges transzducensként működik, és a nyomást lineáris elmozdulássá alakítja, majd a LVDT ezt az elmozdulást elektromos jelekre alakítja, amely után kalibrálás után a folyadék nyomásának értékeit adja vissza.

Statement: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.