감응 변환기
감응 변환기는 측정하려는 양의 변화에 따른 자기 유도 변화 원리를 이용합니다. 예를 들어, LVDT와 같은 감응 변환기는 두 개의 보조 전압 사이의 전압 차이로 이동 거리를 측정합니다. 보조 전압은 철 막대의 이동에 따른 보조 코일에서 발생하는 자속 변화의 결과입니다. 어쨌든, 여기서 LVDT는 감응 변환기의 원리를 설명하기 위해 간단히 논의됩니다. LVDT는 다른 기사에서 더 자세히 설명될 것입니다. 지금은 감응 변환기의 기본 소개에 집중합시다.
이제 우리의 목표는 감응 변환기가 어떻게 작동할 수 있는지 알아보는 것입니다. 이것은 측정된 값으로 인해 자속을 변경함으로써 이루어질 수 있습니다. 이 변화하는 자속은 당연히 자기 유도를 변경하고, 이 자기 유도의 변화는 측정된 값으로 교정할 수 있습니다. 따라서 감응 변환기는 다음 원칙 중 하나를 사용하여 작동합니다.
자기 유도의 변화
상호 유도의 변화
유도 전류의 생성
각 원칙을 하나씩 살펴보겠습니다.
감응 변환기의 자기 유도 변화
우리는 코일의 자기 유도가 다음과 같이 주어진다는 것을 잘 알고 있습니다.
여기서,
N = 회전수.
R = 자기 회로의 저항.
또한 우리는 저항 R이 다음과 같이 주어진다는 것을 알고 있습니다.
여기서, μ = 코일 내외부 매체의 효과적인 투자율.
여기서,
G = A/l이며 기하학적 형상 계수라고 합니다.
A = 코일의 단면적.
l = 코일의 길이.
따라서, 우리는 다음과 같이 자기 유도를 변경할 수 있습니다.
회전수 N의 변경,
기하학적 구성을 변경,
투자율 변경
이해를 위해서 말하자면, 만약 감응 변환기를 통해 이동 거리를 측정하려면, 이동 거리가 위의 파라미터 중 하나를 변경하여 자기 유도를 변경해야 합니다.
감응 변환기의 상호 유도 변화
여기서 변환기는 상호 유도 원리를 사용합니다. 이해를 위해 두 개의 코일을 사용합니다. 두 코일 모두 자기 유도를 가지고 있습니다. 각 코일의 자기 유도를 L1과 L2로 표시하겠습니다.
이 두 코일 사이의 상호 유도는 다음과 같이 주어집니다.
따라서, 상호 유도는 자기 유도를 변경하거나 결합 계수 K를 변경하여 변경할 수 있습니다. 자기 유도를 변경하는 방법은 이미 논의했습니다. 이제 결합 계수는 두 코일 사이의 거리와 방향에 따라 달라집니다. 따라서 이동 거리를 측정하려면 한 코일을 고정하고 다른 코일을 이동시키면 됩니다. 이동 거리에 따라 결합 계수가 변경되며, 이를 통해 상호 유도가 변경됩니다. 이 상호 유도의 변화는 이동 거리로 교정되어 측정이 가능합니다.
감응 변환기의 유도 전류 생성
교류 전류를 가진 코일 근처에 도체 판을 놓으면 "유도 전류"라고 불리는 순환 전류가 도체 판에 유도됩니다. 이 원리는 이러한 종류의 감응 변환기에서 사용됩니다. 실제로 어떤 일이 일어나는지 보면, 교류 전류를 가진 코일 근처에 코일을 놓으면, 코일에서 유도 전류가 생성되며, 이 유도 전류는 코일의 자기 유도를 줄이려고 하는 자기장을 생성합니다. 도체 판이 코일에 가까울수록 유도 전류가 더 크고, 자기 유도의 감소도 더 큽니다. 반대로, 도체 판이 멀어질수록 유도 전류가 작아지고, 자기 유도의 감소도 작아집니다. 따라서 코일의 자기 유도는 코일과 도체 판 사이의 거리에 따라 변화합니다. 이를 통해 도체 판의 움직임을 자기 유도의 변화로 교정하여 이동 거리와 같은 양을 측정할 수 있습니다.
감응 변환기의 실제 응용
감응 변환기는 위치 측정, 동적 운동 측정, 터치 패드 등에 사용되는 근접 센서에서 응용됩니다. 특히 감응 변환기는 금속 종류의 검출, 부품의 누락 확인 또는 물체의 수 세기 등에 사용됩니다.
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