Transformator Variabel Diferensial Linier LVDT

Definisi LVDT

Istilah LVDT merupakan singkatan dari Linear Variable Differential Transformer. Ini adalah transduser induktif yang paling banyak digunakan yang mengubah gerakan linear menjadi sinyal listrik.

Output di seberang sekunder dari transformer ini bersifat diferensial sehingga disebut demikian. Ini adalah transduser induktif yang sangat akurat dibandingkan dengan transduser induktif lainnya.

Konstruksi LVDT

Fitur Utama Konstruksi

• Transformator terdiri dari gulungan primer P dan dua gulungan sekunder S1 dan S2 yang dipasang pada sebuah bekas silinder (yang berongga dan berisi inti).

• Kedua gulungan sekunder memiliki jumlah putaran yang sama, dan ditempatkan di kedua sisi gulungan primer.

• Gulungan primer terhubung ke sumber AC yang menghasilkan fluks di celah udara dan tegangan yang diinduksi di gulungan sekunder.

• Inti besi lunak yang dapat bergerak diletakkan di dalam bekas, dan perpindahan yang akan diukur terhubung ke inti besi.

• Inti besi umumnya memiliki permeabilitas tinggi yang membantu mengurangi harmonisa dan sensitivitas tinggi dari LVDT.

• LVDT diletakkan di dalam rumah baja nirkarat karena memberikan perisai elektrostatik dan elektromagnetik.

• Kedua gulungan sekunder dihubungkan sedemikian rupa sehingga output yang dihasilkan adalah selisih antara tegangan kedua gulungan tersebut.

Prinsip Operasi dan Kerja

Sebagai gulungan primer terhubung ke sumber AC, maka arus alternatif dan tegangan dihasilkan di sekunder LVDT. Output di sekunder S1 adalah e1 dan di sekunder S2 adalah e2. Jadi output diferensialnya adalah,

Persamaan ini menjelaskan prinsip operasi LVDT.

Sekarang tiga kasus muncul menurut lokasi inti yang menjelaskan kerja LVDT dibahas di bawah ini,

• KASUS I Saat inti berada di posisi null (tanpa perpindahan)
  Saat inti berada di posisi null, maka fluks yang menghubungkan kedua gulungan sekunder sama sehingga tegangan yang diinduksi juga sama di kedua gulungan. Jadi untuk tidak ada perpindahan, nilai output eout adalah nol karena e1 dan e2 keduanya sama. Jadi ini menunjukkan bahwa tidak ada perpindahan yang terjadi.

• KASUS II Saat inti bergerak ke atas dari posisi null (untuk perpindahan ke atas dari titik referensi)
  Dalam kasus ini, fluks yang menghubungkan gulungan sekunder S1 lebih besar dibandingkan dengan fluks yang menghubungkan S2. Akibatnya e1 akan lebih besar dibandingkan dengan e2. Akibatnya tegangan output eout positif.

• KASUS III Saat inti bergerak ke bawah dari posisi null (untuk perpindahan ke bawah dari titik referensi). Dalam kasus ini, magnitudo e2 akan lebih besar dibandingkan dengan e1. Akibatnya output eout akan negatif dan menunjukkan output ke bawah dari titik referensi.

Tegangan Output VS Perpindahan Inti Kurva linear menunjukkan bahwa tegangan output bervariasi secara linear dengan perpindahan inti.

Beberapa poin penting tentang magnitudo dan tanda tegangan yang diinduksi di LVDT

• Jumlah perubahan tegangan baik negatif maupun positif sebanding dengan jumlah pergerakan inti dan menunjukkan jumlah gerakan linear.

• Dengan mencatat tegangan output yang meningkat atau menurun, arah gerakan dapat ditentukan

• Tegangan output LVDT adalah fungsi linier dari perpindahan inti.

Keuntungan LVDT

• Rentang Tinggi – LVDT memiliki rentang yang sangat tinggi untuk pengukuran perpindahan. Mereka dapat digunakan untuk pengukuran perpindahan mulai dari 1,25 mm hingga 250 mm

• Tidak Ada Rugi Gesekan – Karena inti bergerak di dalam bekas yang berongga, tidak ada hilangnya input perpindahan sebagai rugi gesekan, sehingga membuat LVDT menjadi alat yang sangat akurat.

• Input Tinggi dan Sensitivitas Tinggi – Output LVDT sangat tinggi sehingga tidak memerlukan amplifikasi. Transduser ini memiliki sensitivitas yang tinggi, biasanya sekitar 40V/mm.

• Histeresis Rendah – LVDT menunjukkan histeresis rendah dan oleh karena itu ulangan sangat baik dalam semua kondisi

• Konsumsi Daya Rendah – Daya yang diperlukan sekitar 1W yang sangat rendah dibandingkan dengan transduser lainnya.

• Konversi Langsung ke Sinyal Listrik – Mereka mengubah perpindahan linear menjadi tegangan listrik yang mudah diproses

Kerugian LVDT

• LVDT sensitif terhadap medan magnet asing sehingga selalu membutuhkan setup untuk melindungi mereka dari medan magnet asing.

• LVDT terpengaruh oleh getaran dan suhu.

Dapat disimpulkan bahwa mereka lebih menguntungkan dibandingkan dengan transduser induktif lainnya.

Aplik