Transdutores Indutivos
Transdutores indutivos funcionam com base no princípio da mudança de indutância devido a qualquer mudança apreciável na quantidade a ser medida. Por exemplo, o LVDT, um tipo de transdutor indutivo, mede o deslocamento em termos de diferença de tensão entre suas duas tensões secundárias. As tensões secundárias são nada mais do que o resultado da indução devido à mudança de fluxo no enrolamento secundário com o deslocamento da barra de ferro. De qualquer forma, o LVDT é discutido aqui brevemente para explicar o princípio do transdutor indutivo. O LVDT será explicado em outro artigo com mais detalhes. Por enquanto, vamos nos concentrar na introdução básica dos transdutores indutivos.
Agora, nosso objetivo inicial é descobrir como os transdutores indutivos podem ser feitos para funcionar. Isso pode ser feito alterando o fluxo com a ajuda da medição, e essa mudança de fluxo, obviamente, altera a indutância, e essa mudança de indutância pode ser calibrada em termos da medição. Portanto, os transdutores indutivos usam um dos seguintes princípios para seu funcionamento.
Mudança de auto-indutância
Mudança de indutância mútua
Produção de corrente de fuga
Vamos discutir cada princípio um por um.
Mudança de Auto-Indutância do Transdutor Indutivo
Sabemos muito bem que a auto-indutância de um enrolamento é dada por
Onde,
N = número de espiras.
R = relutância do circuito magnético.
Também sabemos que a relutância R é dada por
Onde, μ = permeabilidade efetiva do meio dentro e ao redor do enrolamento.
Onde,
G = A/l e chamado de fator de forma geométrico.
A = área da seção transversal do enrolamento.
l = comprimento do enrolamento.
Portanto, podemos variar a auto-indutância por
Mudança no número de espiras, N,
Mudança na configuração geométrica, G,
Mudança de permeabilidade
Para fins de compreensão, podemos dizer que, se o deslocamento deve ser medido pelos transdutores indutivos, ele deve alterar qualquer um dos parâmetros acima para causar a mudança na auto-indutância.
Mudança de Indutância Mútua do Transdutor Indutivo
Aqui, os transdutores que funcionam com o princípio de mudança de indutância mútua, usam múltiplos enrolamentos. Usamos dois enrolamentos aqui para facilitar a compreensão. Ambos os enrolamentos têm sua própria auto-indutância. Então, vamos denotar sua auto-indutância por L1 e L2.
A indutância mútua entre esses dois enrolamentos é dada por
Assim, a indutância mútua pode ser alterada variando a auto-indutância ou variando o coeficiente de acoplamento, K. Os métodos de mudança de auto-indutância já foram discutidos. Agora, o coeficiente de acoplamento depende da distância e orientação entre os dois enrolamentos. Portanto, para a medição do deslocamento, podemos fixar um enrolamento e deixar o outro móvel, que se move com a fonte cujo deslocamento deve ser medido. Com a mudança na distância de deslocamento, o coeficiente de acoplamento muda e isso causa a mudança na indutância mútua. Essa mudança na indutância mútua pode ser calibrada com o deslocamento e a medição pode ser realizada.
Produção de Corrente de Fuga do Transdutor Indutivo
Sabemos que, quando uma placa condutora é colocada perto de um enrolamento carregando corrente alternada, uma corrente circulante é induzida na placa chamada "CORRENTE DE FUGA". Esse princípio é usado nesse tipo de transdutor indutivo. Na verdade, o que acontece? Quando um enrolamento é colocado perto de um enrolamento carregando corrente alternada, uma corrente circulante é induzida nele, que, por sua vez, produz seu próprio fluxo, que tenta reduzir o fluxo do enrolamento carregando a corrente e, portanto, a indutância do enrolamento muda. Quanto mais próxima a placa estiver do enrolamento, maior será a corrente de fuga e maior será a redução na indutância, e vice-versa. Assim, a indutância do enrolamento varia com a variação da distância entre o enrolamento e a placa. Portanto, o movimento da placa pode ser calibrado em termos de mudança de indutância para medir a quantidade, como o deslocamento.
Aplicação Prática do Transdutor Indutivo
Os transdutores indutivos encontram aplicação em sensores de proximidade, que são usados para medição de posição, medição de movimento dinâmico, touch pads, etc. Particularmente, o transdutor indutivo é usado para a detecção do tipo de metal, encontrar peças faltantes ou contar o número de objetos.
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