سنسور LVDT

LVDT (ترانسفورماتور دیفرانسیل متغیر خطی) چیست؟

LVDT یک دستگاه الکترومکانیکی است که برای تبدیل حرکت یا ارتعاشات مکانیکی ، به ویژه حرکت مستقیم ، به جریان الکتریکی متغیر ، ولتاژ یا سیگنال های الکتریکی و عکس آن استفاده می شود. فعال کردن مکانیسم هایی که عمدتا برای سیستم های کنترل خودکار یا به عنوان حسگرهای مکانیکی حرکت در فناوری های اندازه گیری استفاده می شود. طبقه بندی مبدل های الکترومکانیکی شامل اصول تبدیل یا انواع سیگنال های خروجی است. به طور خلاصه ، یک مبدل خطی مقدار خروجی ولتاژ را در ارتباط با پارامترهای اندازه گیری شده ، برای مثال نیرو ، برای تهویه سیگنال ساده فراهم می کند. دستگاه های سنسور LVDT به تداخل الکترومغناطیسی حساس هستند. کاهش مقاومت الکتریکی را می توان با کابل های اتصال کوتاه بهبود بخشید تا خطاهای مهم از بین برود. مبدل جابجایی خطی به سه تا چهار سیم اتصال برای تغذیه و ارسال سیگنال خروجی نیاز دارد.

ساختار فیزیکی LVDT

از نظر فیزیکی ، ساختار LVDT یک استوانه فلزی توخالی است که در آن یک شافت با قطر کوچکتر آزادانه در امتداد محور طولانی سیلندر به جلو و عقب حرکت می کند. شفت یا لوله فشار به یک هسته رسانای مغناطیسی ختم می شود که هنگام کار دستگاه باید درون سیلندر یا مجموعه سیم پیچ باشد. در عمل متداول ، هیدرولیک از نظر فیزیکی به جسم متحرکی که قرار است موقعیت آن مشخص شود (اندازه مقیاس) متصل می شود ، در حالی که مجموعه سیم پیچ به یک نقطه مرجع ثابت متصل می شود. حرکت اندازه گیری ، هسته را درون مجموعه سیم پیچ حرکت می دهد. این حرکت به صورت الکتریکی اندازه گیری می شود.

ساختار الکتریکی LVDT

ز نظر الکتریکی ، LVDT یک دستگاه القایی متقابل است. در داخل سیم پیچ سه سیم پیچ ترانسفورماتور وجود دارد. یک دوره ابتدایی مرکزی دارای دو مرحله دوم است ، یکی در دو طرف. خروجی های ثانویه به هم متصل می شوند تا یک مدار مخالف را ایجاد کنند. تحریک AC در اولیه اعمال می شود و باعث ایجاد جریان های القایی در ثانویه می شود که توسط هسته رسانای مغناطیسی انجام می شود. با وجود هسته در مرکز مرده (نسبت به هر دو سیم پیچ ثانویه) ، هیچ ولتاژی در خروجی های ثانویه ظاهر نمی شود. به محض حرکت هسته ، حتی در کوچکترین مقدار ، ولتاژ دیفرانسیل در خروجی ثانویه ایجاد می شود. فاز ولتاژ با جهت جابجایی هسته تعیین می شود. دامنه کم و بیش به صورت خطی با اندازه گشت و گذار هسته از مرکز تعیین می شود. این طراحی دیفرانسیل به LVDT مزیت قابل توجهی نسبت به دستگاه های نوع پتانسیومتر می دهد ، زیرا رزولوشن با فاصله سیم پیچ ها محدود نمی شود. در مبدل خطی هرگونه حرکت هسته باعث تغییر نسبی خروجی می شود.

تئوری LVDT

بنابراین LVDT از نظر تئوری دارای رزولوشن نامتناهی است:

در عمل ، وضوح فقط توسط قطعات الکترونیکی خروجی خارجی و سیستم های تعلیق فیزیکی محدود می شود. از آنجا که ترانسفورماتور است ، LVDT به درایو ac نیاز دارد ، نادیده گرفتن یک بسته الکترونیکی اختصاصی یا نرم کننده سیگنال به طور کلی برای تولید این سیگنال درایو و همچنین تبدیل خروجی آنالوگ دستگاه به +5Vdc ، 4-20mA یا فرمت دیگر سازگار با تجهیزات پایین دست استفاده می شود. این مدار ممکن است خارجی باشد یا درون بدنه مبدل قرار گیرد. وسایل الکترونیکی داخلی به کاربر اجازه می دهد تا مبدل را با یک سیگنال DC با کیفیت متوسط تغذیه کند ، که اغلب در برنامه های کاربردی وسایل نقلیه مجهز به باتری و موتور مفید است. با این حال ، لوازم الکترونیکی خارجی کیفیت بالاتری را ارائه می دهند و ممکن است ویژگی های اختیاری مانند کالیبراسیون را برای فعال کردن بازخوانی مستقیم در واحدهای مهندسی ارائه دهند.