Termi LVDT tai lineaarisesti vaihteleva differentiaalimuuntaja on vankka, täydellinen lineaarinen järjestelyanturi ja luonnollisesti kitkaton. Niiden elinkaari on loputon, kun sitä käytetään oikein. Koska AC-ohjattu LVDT ei sisällä kaikenlaista elektroniikkaa , he aikoivat työskennellä hyvin alhaisissa lämpötiloissa, muuten jopa 650 ° C: seen (1200 ° F) epäherkissä ympäristöissä. LVDT: n sovelluksiin kuuluvat lähinnä automaatio, voimalaturbiinit, lentokoneet, hydrauliikka, ydinreaktorit, satelliitit ja monet muut. Nämä antureiden tyypit sisältävät vähäisiä fyysisiä ilmiöitä ja erinomaisia toistoja.
LVDT muuttaa lineaarista siirtymistä mekaanisesta sijainnista suhteelliseen sähköiseen signaaliin, mukaan lukien suunta- ja etäisyystiedon vaihe ja amplitudi. LVDT: n toiminta ei tarvitse sähköistä sidosta koskettavien osien ja kelan välillä, mutta vaihtoehtoisesti riippuu sähkömagneettisesta kytkennästä.
Mikä on LVDT (lineaarinen vaihteleva muuntajan muuntaja)?
LVDT: n koko lomake on ”Lineaarisen muuttuvan differentiaalimuuntajan” nimi on LVDT. Yleensä LVDT on normaali muunnin. Tämän päätehtävä on muuntaa kohteen suorakulmainen liike vastaavaksi sähköiseksi signaaliksi. LVDT: tä käytetään siirtymän laskemiseen ja se toimii muuntaja periaate.
Yllä oleva LVDT-anturikaavio sisältää sekä ytimen että kelakokoonpanon. Täällä ydintä suojaa asia, jonka sijaintia lasketaan, kun taas kelakokoonpano kasvaa paikallaan olevaksi rakenteeksi. Kelakokoonpano sisältää kolme lankaan käärettyä kelaa onttoon muotoon. Sisäkäämi on pää, joka saa virtaa AC-lähteestä. Päävirran tuottama magneettivuo on kiinnitetty kahteen pienempään kelaan, jolloin jokaisessa kelassa on vaihtojännite.
Lineaarisesti vaihteleva differentiaalimuuntaja
Tämän anturin tärkein etu muihin LVDT-tyyppeihin verrattuna on sitkeys. Koska anturikomponentissa ei ole materiaalikontaktia.
Koska kone riippuu magneettivuon yhdistelmästä, tällä anturilla voi olla rajoittamaton resoluutio. Joten etenemisen vähimmäisosa voidaan havaita sopivalla signaalinkäsittelytyökalulla, ja anturin resoluutio määräytyy yksinomaan DAS: n (tiedonkeruujärjestelmän) ilmoituksella.
Lineaarisesti vaihtelevan differentiaalimuuntajan rakenne
LVDT käsittää sylinterimäisen muodostimen, jota rajoittaa yksi pääkäämi edellisen napassa ja kaksi pientä LVDT-käämiä on kääritty pinnoille. Kierrosten määrä molemmissa pienemmissä käämeissä on vastaava, mutta ne käännetään toisiinsa kuten myötä- ja vastapäivään.
Lineaarisesti vaihtelevan differentiaalimuuntajan rakenne
Tästä syystä o / p-jännitteet ovat jännitteiden vaihtelut kahden pienemmän kelan välillä. Nämä kaksi kelaa on merkitty tähdillä S1 ja S2. Esteemirautasydän sijaitsee sylinterimäisen muodostimen keskellä. AC: n viritysjännite on 5-12 V ja toimintataajuus annetaan 50-400 Hz.
LVDT: n toimintaperiaate
Lineaarisen muuttuvan differentiaalimuuntajan tai LVDT-teoreettisen toimintaperiaate on keskinäinen induktio. Dislokaatio on ei-sähköistä energiaa, joka muuttuu sähköenergiaa . Ja kuinka energiaa muutetaan, keskustellaan yksityiskohtaisesti LVDT: n toiminnassa.
LVDT: n toiminta
LVDT-piirikaavion toiminta voidaan jakaa kolmeen tapaukseen perustuen raudan sydämen sijaintiin eristetyssä entisessä.
- Tapaus-1: Kun LVDT: n ydin on nollapaikassa, molemmat pienet käämien virtaukset ovat yhtä suuret, joten indusoitu e.m.f on samanlainen käämeissä. Joten ilman sijoiltaan lähtöarvo (eulos) on nolla, koska sekä e1 että e2 ovat vastaavia. Siten se osoittaa, ettei sijoiltaan tapahtuisi.
- Tapaus-2: Kun LVDT: n ydin siirretään nollapisteeseen. Tässä tapauksessa pienikäämiön S1 sisältävä vuokaasu on toisin kuin S2-käämitykseen kytkeytyvä virtaus. Tästä syystä e1 lisätään kuin e2. Tämän vuoksi eulos(lähtöjännite) on positiivinen.
- Tapaus-3: Kun LVDT: n ydin siirretään alas nollapisteeseen, Tällöin e2: n määrä lisätään e1: n määränä. Tämän vuoksi euloslähtöjännite on negatiivinen plus se kuvaa o / p alaspäin sijaintipisteessä.
Mikä on LVDT: n tuotos?
Mittauslaitteen, kuten LVDT: n tai lineaarisen muuttuvan differentiaalimuuntajan, lähtö on siniaalto amplitudin läpi, joka on verrannollinen keskuksen ulkopuoliseen sijaintiin ja muuten 180 ° vaiheeseen ytimen sijoitetun puolen perusteella. Tässä täyden aallon tasasuuntaa käytetään signaalin demodulointiin. Suurin moottorin sammutusarvo (EOUT) tapahtuu korkeimmalla sydämen siirtymällä keskiasennosta. Se on pääpuolen viritysjännitteen amplitudifunktio sekä tietyn tyyppisen LVDT: n herkkyyskerroin. Yleensä se on melko huomattava RMS: ssä.
Miksi käyttää LVDT: tä?
LVDT: n kaltainen sijainti-anturi on ihanteellinen useisiin sovelluksiin. Tässä on luettelo syistä, miksi sitä käytetään.
Mekaaninen elämä on ääretön
Tällaista anturia ei voi vaihtaa edes miljoonien jaksojen ja vuosikymmenien jälkeen.
Erillinen ydin ja kela
LVDT: t ovat pumput, venttiilit ja tasojärjestelmät. LVDT: n ydin voidaan altistaa väliaineille lämpötilassa ja korkeassa paineessa aina, kun kelat ja kotelo voidaan erottaa metallista, lasiputkesta, muuten holkista jne.
Mittaus on kitkatonta
LVDT: n mittaus on kitkatonta, koska siinä ei ole kitkaosia, virheitä eikä vastusta.
Resoluutio on ääretön
LVDT: n avulla pienetkin liikkeet voidaan laskea tarkasti.
Toistettavuus on erinomainen
LVDT: t eivät kellu muuten meluisiksi lopulta jopa vuosikymmenien jälkeen.
Herkkyys ristiaksiaaliselle ydinliikkeelle
Mittauksen laatua ei voida vaarantaa sensaatiot tai siksakit.
Toistettavuus on tyhjä
Nämä anturit tarjoavat aina luotettavan vertailupisteen välillä 300oF - 1000oF
- Tarpeetonta aluksen elektroniikassa
- Täydellinen tulos
- Mukauttaminen on mahdollista minkä tahansa tyyppiselle sovellukselle
Erilaiset LVDT-tyypit
Erilaiset LVDT-tyypit sisältävät seuraavat.
Vankeudessa oleva ankkuri LVDT
Tämäntyyppiset LVDT: t ovat erinomaisia pitkiä työstösarjoja varten. Nämä LVDT: t auttavat estämään virheelliset järjestelyt, koska niitä ohjaavat ja ohjaavat matalan vastuksen kokoonpanot.
Ohjaamattomat armeijat
Tämän tyyppisillä LVDT-laitteilla on rajoittamaton resoluutio, tämän tyyppisen LVDT: n mekanismi on ei-kulumissuunnitelma, joka ei hallitse laskettujen tietojen liikettä. Tämä LVDT on liitetty laskettavaan näytteeseen sovittamalla sylinteriin vain vähän, mukaan lukien lineaarisen anturin runko, jota pidetään itsenäisesti.
Force laajennettu armatures
Käytä sisäisiä jousimekanismeja, sähkömoottorit liikkua ankkuria jatkuvasti täydimmälle saavutettavissa olevalle tasolle. Näitä armeijoita käytetään LVDT: ssä hitaasti liikkuviin sovelluksiin. Nämä laitteet eivät tarvitse mitään yhteyttä ankkurin ja näytteen välillä.
Lineaarisia vaihtelevan siirtymän antureita käytetään yleensä nykyisissä koneistustyökaluissa, robotiikassa tai liikeohjauksessa, ilmailutekniikassa ja automaattisissa. Soveltuvan LVDT-tyypin valinta voidaan mitata joidenkin spesifikaatioiden avulla.
LVDT-ominaisuudet
LVDT: n ominaisuuksista keskusteltiin pääasiassa kolmessa tapauksessa, kuten nolla-asento, korkein oikea asento ja ylin vasen asento.
Nolla-asento
LVDT: n toimintamenetelmä voidaan havainnollistaa nollan aksiaalipaikalla, muuten nolla seuraavalla kuvalla. Tässä tilassa akseli voidaan sijoittaa täsmälleen S1- ja S2-käämien keskelle. Tällöin nämä käämit ovat toissijaisia käämiä, jotka lisäävät vastaavan vuon muodostumista sekä indusoitua jännitettä vastaavasti seuraavan liittimen yli. Tätä sijaintia kutsutaan myös nolla-asemaksi.
LVDT tyhjäasennossa
Lähtövaihejärjestys sekä ulostulon suuruuserotus suhteessa tulosignaaleihin, jotka johtavat ytimen siirtymän ja liikkeen. Akselin järjestely nolla- tai nollapisteessä osoittaa pääasiassa, että sarjaan kytkettyjen sekundäärikäämien aiheuttamat indusoidut jännitteet ovat ekvivalentteja ja kääntäen verrannollisia netto-o / p-jännitteeseen nähden.
EV1 = EV2
Eo = EV1 - EV2 = 0 V
Korkein oikea asento
Tässä tapauksessa korkein oikea asento on esitetty alla olevassa kuvassa. Kun akselia on siirretty oikeaan suuntaan, S2-käämityksen yli voidaan tuottaa valtava voima, toisaalta vähimmäisvoima voidaan tuottaa S1-käämityksen yli.
LVDT oikealla
Siten ’E2’ (indusoitu jännite) on huomattavasti parempi kuin E1. Tuloksena olevat differentiaalijänniteyhtälöt esitetään alla.
EV2 = - EV1
Suurin vasen asento
Seuraavassa kuvassa akseli voidaan kallistaa enemmän vasemman puolen suuntaan, sitten voidaan tuottaa suuri virtaus S1-käämityksen yli ja jännite voidaan indusoida E1: n yli, kun E2-arvoa pienennetään. Tämän yhtälö on annettu alla.
Sillä = EV1 - EV2
Lopullinen LVDT-lähtö voidaan laskea taajuuden, virran tai jännitteen perusteella. Tämän piirin suunnittelu voidaan tehdä myös mikrokontrolleripohjaisilla piireillä, kuten PIC, Arduino jne.
LVDT vasemmalla
LVDT-määritykset
LVDT: n tekniset tiedot sisältävät seuraavat.
Lineaarisuus
Suurin ero suoraan lasketusta osuudesta lasketun etäisyyden ja o / p-etäisyyden välillä laskenta-alueella.
- > (0,025 +% tai 0,025 -%) Täysi asteikko
- (0,025 - 0,20 +% tai 0,025 - 0,20 -%) Täysi asteikko
- (0,20 - 0,50 +% tai 0,20 - 0,50 -%) Täysi asteikko
- (0,50 - 0,90 +% tai 0,50 - 0,90 -%) Täysi asteikko
- (0,90 - +% tai 0,90 - -%) Täysi asteikko ja ylöspäin
- 0,90 - ±% Täysi mittakaava ja ylöspäin
Käyttölämpötilat
LVDT: n käyttölämpötilat sisältävät
> -32ºF, (-32-32ºF), (32-175ºF), (175-257ºF), 257ºF ja enemmän. Lämpötila-alue, jolla laitteen on toimittava tarkasti.
Mittausalue
IVDT-mittausalue sisältää
0,02 tuumaa, (0,02-0,32 tuumaa), (0,32 - 4,0 tuumaa), (4,0-20,0 tuumaa), (± 20,0 tuumaa)
Tarkkuus
Selittää prosentuaalisen eron tietomäärän todellisen arvon välillä.
Tuotos
Virta, jännite tai taajuus
Käyttöliittymä
Sarjaprotokolla, kuten RS232, tai rinnakkaisprotokolla, kuten IEEE488.
LVDT-tyypit
Taajuuteen perustuva, nykyinen tasapaino AC / AC-pohjainen tai DC / DC-pohjainen.
LVDT-kaavio
Seuraavassa esitetään LVDT-kaaviokaaviot, jotka esittävät akselin vaihtelut ja niiden tuloksen vaihtovirran ulostulon suuruuden suhteen nollapisteestä ja elektroniikan tasavirran ulostulosta.
Akselin siirtymän ydin ytimen sijainnista riippuu pääasiassa herkkyyskertoimesta sekä pääherätysjännitteen amplitudista. Akseli pysyy nolla-asennossa, kunnes kelan pääkäämitykselle on määritetty viitattu pääherätysjännite.
LVDT-akselivaihtoehdot
Kuten kuvassa on esitetty, DC-o / p-napaisuus tai vaihesiirto määrittelee pääasiassa akselin sijainnin nollapisteelle edustamaan ominaisuutta, kuten LVDT-moduulin o / p-lineaarisuus.
Esimerkki lineaarisesti vaihtelevasta differentiaalimuuntajasta
LVDT: n iskunpituus on ± 120 mm ja tuottaa tarkkuuden 20 mV / mm. Joten, 1). Selvitä suurin o / p-jännite, 2) o / p-jännite, kun ydin on siirretty 110 mm: n päässä nollapaikastaan, c) ytimen sijainti keskeltä, kun o / p-jännite on 2,75 V, d) etsi muutos o / p-jännitteessä, kun ydin on siirtynyt siirtymästä + 60 mm - -60 mm.
a). Suurin o / p-jännite on VOUT
Jos yksi millimetri liike tuottaa 20mV, niin 120mm liike tuottaa
VOUT = 20 mV x 120 mm = 0,02 x 120 = ± 2,4 volttia
b). VOUT 110 mm: n ytimen siirtymällä
Jos sydämen siirtymä 120 mm tuottaa 2,4 voltin ulostulon, niin 110 mm: n liike tuottaa
Vout = ytimen X VMAX siirtymä
Vout = 110 X 2,4 / 120 = 2,2 volttia
LVDT: n jännitteen siirtymä
c) .Ytimen sijainti, kun VOUT = 2,75 volttia
Vout = ytimen X VMAX siirtymä
Siirtymä = Vout X pituus / VMax
Syvyys = 2,75 x 120 / 2,4 = 137,5 mm
d). Jännitteen muutos siirtymästä + 60mm - -60mm
Vaihto = + 60mm - (-60mm) X 2.4V / 130 = 120 X 2.4 / 130 = 2.215
Siten lähtöjännitteen muutos vaihtelee +1,2 voltista -1,2 volttiin, kun ydin siirtyy vastaavasti + 60 mm: stä -60 mm: iin.
Siirtymälähettimiä on saatavana erikokoisina ja eri pituisina. Näitä antureita käytetään mittaamaan muutama mms - 1, joka voi määrittää pitkät aivohalvaukset. Kuitenkin, kun LVDT: t pystyvät laskemaan lineaarisen liikkeen suoralla linjalla, LVDT: ssä on muutos kulmaliikkeen mittaamiseksi, joka tunnetaan nimellä RVDT (Rotary Variable Differential Transformer).
LVDT: n edut ja haitat
LVDT: n etuja ja haittoja ovat seuraavat.
- LVDT: n siirtymäalueen mittaus on erittäin korkea, ja se vaihtelee välillä 1,25 - -250 mm.
- LVDT-lähtö on erittäin korkea, eikä se vaadi laajennuksia. Se omistaa suuren myötätunnon, joka on normaalisti noin 40 V / mm.
- Kun ydin kulkee onton muodostajan sisällä, siirtymäsyötössä ei siis tapahdu vikaa kitkahäviön aikana, joten se tekee LVDT: stä tarkan laitteen.
- LVDT osoittaa pienen hystereesin, joten toistaminen on poikkeuksellista kaikissa tilanteissa
- LVDT: n virrankulutus on hyvin pieni noin 1 W toisen tyyppisten antureiden arvioimana.
- LVDT muuttaa lineaarisen sijoittelun sähköiseksi jännitteeksi, jota on helppo edetä.
- LVDT on reagoiva siirtymään pois magneettikentistä, joten se tarvitsee jatkuvasti järjestelmää, joka estää niitä ajautumasta magneettikentistä.
- On saavutettu, että LVDT: t ovat edullisempia vastakohtana kuin minkäänlaiset induktiiviset anturit.
- LVDT vahingoittuu lämpötilan ja tärinän vaikutuksesta.
- Tämä muuntaja tarvitsee suuria siirtymiä saadakseen merkittävän differentiaalilähdön
- Nämä ovat herkkiä eksyneille magneettikentille
- Vastaanottava laite tulisi valita toimimaan AC-signaaleilla, muuten demodulaattoria ei tulisi käyttää, jos DC o / p on tarpeen
- Rajoitettu dynaaminen vaste on mekaanisesti ytimen massan läpi ja sähköisesti käytetyn jännitteen kautta.
Lineaarisesti vaihtelevat differentiaalimuuntajasovellukset
LVDT-anturin sovelluksiin sisältyy pääasiassa laskettavat dislokaatiot, jotka vaihtelevat mm: n jaosta vain joihinkin cm: iin.
- LVDT-anturi toimii pääanturina ja muuttaa dislokaation suoraan sähköiseksi signaaliksi.
- Tämä anturi voi toimia myös toissijaisena anturina.
- LVDT: tä käytetään painon, voiman ja myös paineen mittaamiseen
- Pankkiautomaateissa dollarin setelin paksuus
- Käytetään maaperän kosteuden testaukseen
- Pillereiden valmistuskoneissa
- Robottipuhdistin
- Sitä käytetään lääketieteellisissä laitteissa aivokokeisiin
- Joitakin näistä antureista käytetään paineen ja kuorman laskemiseen
- LVDT: itä käytetään enimmäkseen myös teollisuudessa servomekanismit .
- Muita sovelluksia, kuten voimalat, hydrauliikka, automaatio, lentokoneet ja satelliitit
Edellä olevista tiedoista voidaan lopuksi päätellä, että LVDT-ominaisuuksilla on tiettyjä merkittäviä ominaisuuksia ja etuja, joista suurin osa johtuu fyysisistä perusperiaatteista tai niiden rakentamisessa käytetyistä materiaaleista ja tekniikoista. Tässä on kysymys sinulle, mikä on normaali LVDT-herkkyysalue?
