Termins LVDT jeb lineārā mainīgā diferenciālā transformators ir izturīgs, pilnīgs lineārā izkārtojuma pārveidotājs un dabiski bez berzes. Viņiem ir nebeidzams dzīves cikls, kad to pareizi lieto. Tā kā maiņstrāvas kontrolētā LVDT neietver jebkura veida elektronika , viņi bija iecerējuši strādāt ļoti zemā temperatūrā, citādi līdz 650 ° C (1200 ° F) nejutīgā vidē. LVDT lietojumprogrammas galvenokārt ietver automatizāciju, elektriskās turbīnas, lidmašīnas, hidrauliku, kodolreaktorus, satelītus un daudz ko citu. Šie devēju veidi satur zemas fiziskās parādības un izcilu atkārtošanos.

LVDT maina lineāru dislokāciju no mehāniskās pozīcijas relatīvā elektriskā signālā, ieskaitot virziena un attāluma informācijas fāzi un amplitūdu. LVDT darbībai nav nepieciešama elektriskā saite starp pieskarošajām detaļām un spoli, bet kā alternatīva tā ir atkarīga no elektromagnētiskās sakabes.

Kas ir LVDT (lineārais mainīgais diferenciālais transformators)?

LVDT pilnā forma ir “Lineārais mainīgais diferenciālais transformators” ir LVDT. Parasti LVDT ir normāls pārveidotāju tips. Galvenā funkcija ir pārveidot objekta taisnstūra kustību līdzvērtīgā elektriskā signālā. LVDT izmanto, lai aprēķinātu pārvietošanos, un tā darbojas transformatoru princips.

“izmanto maziem elektromotoriem ”

Iepriekšminētajā LVDT sensora diagrammā ir serde, kā arī spoles mezgls. Šeit serdi aizsargā lieta, kuras atrašanās vieta tiek aprēķināta, savukārt spoles montāža tiek palielināta līdz stacionārai struktūrai. Spoles mezglā ir trīs ar stiepli savītas spoles uz dobās formas. Iekšējā spole ir galvenā, kuru baro maiņstrāvas avots. Maģistrālā plūsma, ko ģenerē maģistrāle, ir piestiprināta pie abām mazākajām spolēm, padarot maiņstrāvas spriegumu katrā spolē.

Lineārais mainīgais diferenciālais transformators

Šī pārveidotāja galvenais ieguvums, salīdzinot ar citiem LVDT tipiem, ir izturība. Tā kā sensora komponentam nav materiāla kontakta.

Tā kā iekārta ir atkarīga no magnētiskās plūsmas kombinācijas, šim pārveidotājam var būt neierobežota izšķirtspēja. Tātad minimālo progresa daļu var pamanīt ar atbilstošu signāla kondicionēšanas rīku, un devēja izšķirtspēju nosaka tikai DAS (datu iegūšanas sistēma) deklarācija.

Lineārā mainīgā diferenciālā transformatora konstrukcija

LVDT sastāv no cilindriska veidotāja, kuru ierobežo viena galvenā tinuma centrmezgla rumbā, un divas mazākās LVDT tinumi ir uzvilkti uz virsmām. Griezumu daudzums abos mazākajos tinumos ir līdzvērtīgs, taču tie tiek apgriezti viens pret otru kā pulksteņrādītāja kustības virzienā un pretēji pulksteņrādītāja virzienam.

Lineārā mainīgā diferenciālā transformatora konstrukcija

Šī iemesla dēļ o / p spriegumi būs sprieguma izmaiņas starp divām mazākajām spolēm. Šīs divas spoles apzīmē ar S1 un S2. Esteem dzelzs serde atrodas cilindriskā veidotāja vidū. Maiņstrāvas ierosmes spriegums ir 5-12V, un darba frekvenci norāda 50 līdz 400 HZ.

LVDT darba princips

Lineārā mainīgā diferenciālā transformatora vai LVDT darbības teorijas darbības princips ir savstarpēja indukcija. Dislokācija ir neelektriska enerģija, kas tiek pārveidota par elektriskā enerģija . Par to, kā tiek mainīta enerģija, sīkāk runā LVDT darbā.

LVDT darba princips

LVDT darbs

LVDT ķēdes diagrammas darbību var sadalīt trīs gadījumos, pamatojoties uz dzelzs serdeņa stāvokli izolētajā.

1. gadījumā: Kad LVDT kodols atrodas nulles vietā, tad abu mazāko tinumu plūsma būs vienāda, tāpēc inducētais e.m.f tinumos ir līdzīgs. Tātad, ja nav dislokācijas, izejas vērtība (piemēram,_ārā) ir nulle, jo gan e1, gan e2 ir līdzvērtīgi. Tādējādi tas parāda, ka dislokācija nenotika.
2. gadījumā: Kad LVDT kodols tiek novirzīts uz nulles punktu. Šajā gadījumā plūsma, kas saistīta ar nelielu tinumu S1, ir papildu atšķirībā no plūsmas, kas savienojas ar S 2 tinumu. Šī iemesla dēļ e1 tiks pievienots kā e2. Sakarā ar šo e_ārā(izejas spriegums) ir pozitīvs.
3. gadījumā: Kad LVDT kodols tiek novirzīts uz nulles punktu, šajā gadījumā tiks pievienota e2 summa kā e1. Sakarā ar šo e_ārāizejas spriegums būs negatīvs, plus tas parāda o / p uz leju atrašanās vietas punktā.

Kāds ir LVDT iznākums?

Mērīšanas ierīces, piemēram, LVDT vai lineārā mainīgā diferenciālā transformatora, izeja ir sinusa viļņa amplitūda, kas ir proporcionāla ārpus centra izvietojumam un citādi 180⁰ fāzes, pamatojoties uz serdes izvietoto pusi. Šeit signāla demodulēšanai tiek izmantota pilna viļņa korekcija. Vislielākā dzinēja izslēgšanas vērtība (EOUT) notiek pie vislielākā serdes darba tilpuma no vidējā stāvokļa. Tā ir galvenā sānu ierosmes sprieguma amplitūdas funkcija, kā arī noteiktā LVDT veida jutības koeficients. Kopumā RMS ir diezgan ievērojams.

Kāpēc izmantot LVDT?

Pozīcijas sensors, piemēram, LVDT, ir ideāli piemērots vairākām lietojumprogrammām. Šeit ir saraksts ar iemesliem, kāpēc tas tiek izmantots.

Mehāniskā dzīve ir bezgalīga

Šāda veida sensoru nevar nomainīt pat pēc miljoniem ciklu un gadu desmitiem.

Atsevišķa serde un spole

LVDT tiek izmantoti sūkņi, vārsti un līmeņu sistēmas. LVDT kodolu var pakļaut videi temperatūrā un augstā spiedienā, kad spoles un korpusu var atdalīt caur metāla, stikla caurules, citādi piedurknēm utt.

Mērīšana ir bez berzes

LVDT mērījumi ir bez berzes, jo nav berzes daļu, kļūdu un pretestības.

Izšķirtspēja ir bezgalīga

Izmantojot LVDT, arī sīkās kustības var precīzi aprēķināt.

Atkārtojamība ir lieliska

LVDT nepeld, citādi beidzot kļūst skaļš pat pēc gadu desmitiem.

Nejutīgums pret šķērssienu kustību

Mērījuma kvalitāti nevar sabojāt ne sensācijas, ne zig-zags.

Atkārtojamība ir Null

No 300oF - 1000oF šie sensori vienmēr nodrošina jums uzticamu atskaites punktu

Nevajadzīga borta elektronikai
Pilnīga izeja
Pielāgošana ir iespējama jebkura veida lietojumiem

Dažādi LVDT veidi

Dažādie LVDT veidi ietver sekojošo.

Nebrīvā armatūra LVDT

Šie LVDT veidi ir pārāki ilgām darba sērijām. Šie LVDT palīdzēs novērst nepareizu izvietojumu, jo tos vada un kontrolē mezgli ar zemu pretestību.

Nevadītas armatūras

Šāda veida LVDT izšķirtspēja ir neierobežota, šāda veida LVDT mehānisms ir plāns bez nodiluma, kas nekontrolē aprēķināto datu kustību. Šis LVDT ir savienots ar aprēķināmo paraugu, nedaudz iekļaujoties cilindrā, iesaistot lineārā devēja ķermeni, kas jātur neatkarīgi.

Spēka paplašinātās armatūras

Izmantojiet iekšējos atsperes mehānismus, elektromotori pastāvīgi virzīties uz priekšu armatūru līdz pilnīgākajam sasniedzamajam līmenim. Šīs armatūras LVDT izmanto lēnām kustīgām lietojumprogrammām. Šīm ierīcēm nav nepieciešams savienojums starp armatūru un paraugu.

Lineāras mainīgas pārvietošanās pārveidotājus parasti izmanto pašreizējos apstrādes rīkos, robotikā vai kustības vadībā, avionikā un automatizētos. Piemērota veida LVDT izvēli var izmērīt, izmantojot dažas specifikācijas.

LVDT raksturojums

LVDT raksturlielumi galvenokārt apspriesti trīs gadījumos, piemēram, nulles pozīcija, augstākā labā pozīcija un augstākā kreisā pozīcija.

Nulle pozīcija

LVDT darba procedūru nulles aksiālā vietā var attēlot ar šādu attēlu. Šajā stāvoklī vārpsta var atrasties tieši S1 un S2 tinumu centrā. Šeit šie tinumi ir sekundārie tinumi, kas attiecīgi palielina līdzvērtīgas plūsmas ģenerēšanu, kā arī inducēto spriegumu visā nākamajā spailē. Šo atrašanās vietu sauc arī par nulles pozīciju.

LVDT nulles pozīcijā

Izejas fāzes secība, kā arī izejas lieluma diferenciācija attiecībā pret ieejas signāliem, kas rada kodola pārvietošanos un kustību. Vārpstas izvietojums neitrālā vietā vai nulles stāvoklī galvenokārt norāda, ka inducētie spriegumi pāri sekundāriem tinumiem, kas savienoti virknē, ir līdzvērtīgi un apgriezti proporcionāli neto o / p spriegumam.

EV1 = EV2

Eo = EV1– EV2 = 0 V

Augstākā labā pozīcija

Šajā gadījumā augstākā labā pozīcija ir parādīta zemāk redzamajā attēlā. Kad vārpsta ir nobīdīta labās puses virzienā, tad S2 tinumā var radīt milzīgu spēku, savukārt S1 tinumā var radīt minimālo spēku.

LVDT pa labi

Tādējādi ‘E2’ (inducētais spriegums) ir ievērojami pārāks par E1. Iegūtie diferenciālā sprieguma vienādojumi ir parādīti zemāk.

Par EV2 = - EV1

Maksimālā kreisā pozīcija

Nākamajā attēlā vārpstu var vairāk noliekt kreisās puses virzienā, pēc tam var radīt lielu plūsmu S1 tinumā un izraisīt spriegumu visā E1, kad samazinās ‘E2’. Vienādojums tam ir norādīts zemāk.

Par = EV1 - EV2

Galīgo LVDT izeju var aprēķināt pēc frekvences, strāvas vai sprieguma. Šīs ķēdes projektēšanu var veikt arī ar mikrokontrolleru bāzes shēmām, piemēram, PIC, Arduino utt.

LVDT pa kreisi

LVDT specifikācijas

LVDT specifikācijas ietver sekojošo.

Linearitāte

Lielākā starpība starp taisno proporciju starp aprēķināto attālumu un o / p attālumu aprēķina diapazonā.

> (0,025 +% vai 0,025 -%) pilna mēroga
(No 0,025 līdz 0,20 +% vai no 0,025 līdz 0,20 -%) pilna mēroga
(No 0,20 līdz 0,50 +% vai no 0,20 līdz 0,50 -%) pilna mēroga
(No 0,50 līdz 0,90 +% vai no 0,50 līdz 0,90 -%) pilna mēroga
(0,90 līdz +% vai 0,90 līdz -%) Pilna mēroga un vairāk
No 0,90 līdz ±% pilna mēroga un augšup

Darba temperatūra

LVDT darbības temperatūrā ietilpst:

> -32ºF, (-32-32ºF), (32 -175ºF), (175-257ºF), 257ºF un vairāk. Temperatūras diapazons, kurā ierīcei precīzi jādarbojas.

Mērījumu diapazons

IVDT mērījumu diapazons ietver

0,02 ″, (0,02–0,32 ″), (0,32–4,0 ″), (4,0–20,0 ″), (± 20,0 ″)

Precizitāte

Izskaidro procentuālās starpības starp datu apjoma patieso vērtību starpību.

Rezultāts

Strāva, spriegums vai frekvence

Saskarne

Sērijas protokols, piemēram, RS232, vai paralēlais protokols, piemēram, IEEE488.

LVDT veidi

Pamatojoties uz frekvenci, strāvas bilanci uz AC / AC vai līdzstrāvas / līdzstrāvas bāzes.

LVDT grafiks

Zemāk ir parādītas LVDT diagrammas diagrammas, kas parāda vārpstas variācijas, kā arī to rezultātu, ņemot vērā atšķirīgās maiņstrāvas izejas lielumu no nulles punkta un tiešās strāvas izejas no elektronikas.

Vislielākā vārpstas nobīdes vērtība no kodola vietas galvenokārt ir atkarīga no jutības koeficienta, kā arī galvenā ierosmes sprieguma amplitūdas. Vārpsta paliek nulles stāvoklī, līdz spoles galvenajam tinumam tiek norādīts atsauces galvenais ierosmes spriegums.

LVDT vārpstas variācijas

Kā parādīts attēlā, DC o / p polaritāte vai fāzes nobīde galvenokārt nosaka vārpstas stāvokli nulles punktam, lai attēlotu tādu īpašību kā LVDT moduļa o / p linearitāte.

Lineārā mainīgā diferenciālā transformatora piemērs

LVDT gājiena garums ir ± 120 mm un rada izšķirtspēju 20 mV / mm. Tātad, 1). Atrodiet maksimālo o / p spriegumu, 2) o / p spriegumu, kad kodols ir nobīdīts ar 110 mm no tā nulles vietas, c) kodola stāvoklis no vidus, kad o / p spriegums ir 2,75 V, d) atrodiet izmaiņas o / p spriegumā, kad kodols ir nobīdīts no pārvietojuma + 60mm līdz -60mm.

a). Augstākais o / p spriegums ir VOUT

Ja viens mm kustība rada 20mV, tad 120mm kustība

VOUT = 20 mV x 120 mm = 0,02 x 120 = ± 2,4 volti

b). VOUT ar 110mm serdes pārvietojumu

Ja kodola pārvietojums 120 mm rada 2,4 voltu jaudu, tad rodas 110 mm kustība

Vout = kodola X VMAX pārvietojums

Vout = 110 X 2,4 / 120 = 2,2 volti

LVDT sprieguma pārvietojums

c). Kodola stāvoklis, kad VOUT = 2,75 volti

Vout = kodola X VMAX pārvietojums

Pārvietojums = Vout X garums / VMax

D = 2,75 x 120 / 2,4 = 137,5 mm

d). Sprieguma maiņa no pārvietojuma + 60mm līdz -60mm

Pārmaiņas = + 60mm - (-60mm) X 2.4V / 130 = 120 X 2.4 / 130 = 2.215

Tādējādi izejas sprieguma izmaiņas svārstās no +1,2 voltiem līdz -1,2 voltiem, kad serde mainās attiecīgi no + 60 mm līdz -60 mm.

Pārvietojamie pārveidotāji ir pieejami dažādos izmēros ar dažādu garumu. Šie pārveidotāji tiek izmantoti, lai mērītu dažus mms līdz 1s, kas var noteikt garus insultus. Tomēr, ja LVDT spēj aprēķināt lineāro kustību taisnā līnijā, tad LVDT ir izmaiņas, lai noteiktu leņķisko kustību, kas pazīstama kā RVDT (rotācijas mainīgais diferenciālais transformators).

LVDT priekšrocības un trūkumi

LVDT priekšrocības un trūkumi ietver sekojošo.

LVDT pārvietojuma diapazona mērījums ir ļoti augsts, un tas svārstās no 1,25 mm līdz -250 mm.
LVDT izeja ir ļoti augsta, un tai nav nepieciešams pagarinājums. Tam pieder liela līdzjūtība, kas parasti ir aptuveni 40 V / mm.
Kad kodols pārvietojas dobajā veidotājā, rodas nobīdes ievades kļūme berzes zuduma laikā, tāpēc tas padara LVDT par precīzu ierīci.
LVDT demonstrē nelielu histerēzi un tādējādi atkārtošana ir ārkārtēja visās situācijās
LVDT enerģijas patēriņš ir ļoti mazs par 1W, kā to novērtē cita veida devēji.
LVDT maina lineāro dislokāciju elektriskā spriegumā, kuru ir viegli virzīt.
LVDT reaģē, lai attālinātos no magnētiskajiem laukiem, tāpēc tam pastāvīgi nepieciešama sistēma, lai tos novērstu no magnētiskā lauka novirzīšanās.
Ir panākts, ka LVDT ir izdevīgāki salīdzinājumā ar jebkura veida induktīvajiem devējiem.
LVDT sabojājas gan temperatūra, gan vibrācijas.
Šim transformatoram nepieciešami lieli pārvietojumi, lai iegūtu ievērojamu diferenciālo jaudu
Tie reaģē uz klaiņojošiem magnētiskajiem laukiem
Uzņemošais instruments jāizvēlas darbam ar maiņstrāvas signāliem, pretējā gadījumā, ja nepieciešams līdzstrāvas o / p, jāizmanto demodulators n / w
Ierobežotā dinamiskā reakcija ir mehāniski caur kodola masu un elektriski caur pielietoto spriegumu.

Lineāro mainīgo diferenciālo transformatoru lietojumi

LVDT devēja lietojumi galvenokārt ietver aprēķināmās dislokācijas, kas svārstās no mm dalījuma līdz tikai dažām cm.

LVDT sensors darbojas kā galvenais devējs, un tas maina dislokāciju uz taisnu elektrisko signālu.
Šis devējs var darboties arī kā sekundārais devējs.
LVDT izmanto svara, spēka un arī spiediena mērīšanai
Bankomātos par dolāru rēķinu biezumu
Izmanto augsnes mitruma pārbaudei
Mašīnās PILLS pagatavošanai
Robotu tīrīšanas līdzeklis
To lieto medicīnas ierīcēs smadzeņu zondēšanai
Daži no šiem devējiem tiek izmantoti, lai aprēķinātu spiedienu un slodzi
LVDT galvenokārt izmanto rūpniecībā, kā arī servomehānismi .
Citas lietojumprogrammas, piemēram, elektriskās turbīnas, hidraulika, automatizācija, lidmašīnas un satelīti

No iepriekš minētās informācijas visbeidzot, mēs varam secināt, ka LVDT raksturlielumiem ir noteiktas nozīmīgas iezīmes un ieguvumi, no kuriem lielākā daļa izriet no darbības pamatfizikālajiem principiem vai no to konstrukcijā izmantotajiem materiāliem un metodēm. Šeit ir jautājums jums, kāds ir normāls LVDT jutīguma diapazons?