Linear Variable Differential Transformer (LVDT) at Paggawa Nito

Subukan Ang Aming Instrumento Para Sa Pagtanggal Ng Mga Problema





Ang term na LVDT o Linear Variable Differential Transformer ay isang matatag, kumpletong linear transducer ng pag-aayos at natural na walang friction. Mayroon silang walang katapusang siklo ng buhay kapag ginamit ito nang maayos. Dahil ang AC na kontrolado ng LVDT ay hindi kasama anumang uri ng electronics , nilayon nilang magtrabaho sa napakababang temperatura kung hindi man ay hanggang sa 650 ° C (1200 ° F) sa mga insensitive na kapaligiran. Pangunahing isinasama ng mga aplikasyon ng LVDT ang awtomatiko, mga power turbine, sasakyang panghimpapawid, haydrolika, mga reactor nukleyar, satellite, at marami pa. Ang mga ito mga uri ng transduser naglalaman ng mababang pisikal na phenomena at natitirang pag-uulit.

Binabago ng LVDT ang isang linear dislocation mula sa isang posisyon na mekanikal patungo sa isang kamag-anak na signal ng elektrisidad kabilang ang phase at amplitude ng impormasyon ng direksyon at distansya. Ang pagpapatakbo ng LVDT ay hindi nangangailangan ng isang de-koryenteng bono sa pagitan ng mga nakakaantig na bahagi at likaw, ngunit bilang isang kahalili ay nakasalalay sa pagkabit ng electromagnetic.




Ano ang isang LVDT (Linear Variable Differential Transformer)?

Ang buong form ng LVDT ay 'Linear Variable Differential Transformer' ay LVDT. Pangkalahatan, ang LVDT ay isang normal na uri ng transducer. Ang pangunahing pag-andar nito ay upang baguhin ang hugis-parihaba na kilusan ng isang bagay sa katumbas na signal ng elektrisidad. Ginagamit ang LVDT upang makalkula ang pag-aalis at gumagana sa ang transpormer prinsipyo.

Ang diagram ng sensor ng LVDT sa itaas ay naglalaman ng isang pangunahing pati na rin isang pagpupulong ng coil. Dito, ang core ay protektado ng bagay na ang lokasyon ay kinakalkula, habang ang pagpupulong ng coil ay nadagdagan sa isang nakatigil na istraktura. Ang pagpupulong ng coil ay may kasamang tatlong mga wire-sugat na coil sa guwang na hugis. Ang panloob na likaw ay ang pangunahing, na kung saan ay pinalakas ng isang mapagkukunan ng AC. Ang magnetic flux na nabuo ng pangunahing ay nakakabit sa dalawang menor de edad na coil, na gumagawa ng isang boltahe ng AC sa bawat likaw.



Linear Variable Differential Transformer

Linear Variable Differential Transformer

Ang pangunahing pakinabang ng transducer na ito, kung ihahambing sa iba pang mga uri ng LVDT, ay ang tigas. Tulad ng walang materyal na contact sa kabuuan ng sangkap ng sensing.

Dahil ang makina ay nakasalalay sa kombinasyon ng magnetic flux, ang transducer na ito ay maaaring magkaroon ng isang walang limitasyong resolusyon. Kaya't ang pinakamaliit na bahagi ng pag-unlad ay maaaring mapansin ng isang naaangkop na tool sa pag-condition ng signal, at ang resolusyon ng transducer ay eksklusibong natutukoy ng deklarasyon ng DAS (data acquisition system).


Paggawa ng Linear variable na Pagkakaiba ng Transformer

Ang LVDT ay naglalaman ng isang dating cylindrical, na kung saan ay nakasalalay sa isang pangunahing paikot-ikot sa hub ng dating at ang dalawang menor de edad na paikot-ikot na LVDT ay sugat sa mga ibabaw. Ang halaga ng mga twists sa parehong menor de edad na paikot-ikot ay katumbas, ngunit ang mga ito ay baligtad sa bawat isa tulad ng direksyon ng pakaliwa at anti-clockwise na direksyon.

Paggawa ng Linear variable na Pagkakaiba ng Transformer

Paggawa ng Linear variable na Pagkakaiba ng Transformer

Para sa kadahilanang ito, ang mga voltages ng o / p ay ang pagkakaiba-iba ng mga voltages sa dalawang menor de edad na coil. Ang dalawang coil na ito ay sinasabihan ng S1 & S2. Ang pagtantiya ng iron core ay matatagpuan sa gitna ng silindro na dating. Ang boltahe ng paggulo ng AC ay 5-12V at ang dalas ng operating ay ibinibigay ng 50 hanggang 400 HZ.

Paggawa ng Prinsipyo ng LVDT

Ang prinsipyo ng pagtatrabaho ng linear variable kaugalian transpormer o LVDT nagtatrabaho teorya ay kapwa induction. Ang paglinsad ay enerhiya na hindi elektrikal na binago enerhiya sa kuryente . At, kung paano binago ang enerhiya ay tinalakay nang detalyado sa pagtatrabaho ng isang LVDT.

Prinsipyo sa Paggawa ng LVDT

Prinsipyo sa Paggawa ng LVDT

Paggawa ng isang LVDT

Ang pagtatrabaho ng diagram ng LVDT circuit ay maaaring nahahati sa tatlong mga kaso batay sa posisyon ng iron core sa insulated na dating.

  • Sa Kaso-1: Kapag ang core ng LVDT ay nasa null na lokasyon, pagkatapos ang pareho ng menor de edad na paikot-ikot na pagkilos ng bagay ay pantay-pantay, kaya ang sapilitan e.m.f ay katulad sa mga paikot-ikot. Kaya't para sa walang paglinsad, ang halaga ng output (epalabas) ay zero dahil pareho ang e1 & e2 ay katumbas. Kaya, inilalarawan nito na walang paglinsad na naganap.
  • Sa Kaso-2: Kapag ang core ng LVDT ay inilipat hanggang sa null point. Sa kasong ito, ang pagkilos ng bagay na nagsasangkot ng menor de edad na paikot-ikot na S1 ay karagdagang bilang kaibahan sa pagkilos ng bagay na nag-uugnay sa S 2 paikot-ikot. Dahil sa kadahilanang ito, idaragdag ang e1 bilang ng e2. Dahil dito epalabas(output boltahe) ay positibo.
  • Sa Kaso-3: Kapag ang core ng LVDT ay inililipat pababa sa null point, Sa kasong ito, ang dami ng e2 ay idaragdag bilang ng e1. Dahil dito epalabasang boltahe ng output ay magiging negatibo kasama ang paglalarawan nito ng o / p pababa sa point point.

Ano ang Output ng LVDT?

Ang output ng aparato ng pagsukat tulad ng LVDT o linear variable kaugalian transpormer ay isang sine alon sa pamamagitan ng amplitude na proporsyonal sa off-center na lokasyon & 0⁰ kung hindi man 180⁰ ng phase batay sa matatagpuan na bahagi ng core. Dito, ginagamit ang buong pagwawasto ng buong alon upang ma-demodulate ang signal. Ang pinakamataas na halaga ng engine out (EOUT) ay nangyayari sa pinakamataas na pangunahing pag-aalis mula sa gitnang posisyon. Ito ay isang function ng amplitude ng pangunahing bahagi ng boltahe ng paggulo pati na rin ang kadahilanan ng pagkasensitibo ng tukoy na uri ng LVDT. Sa pangkalahatan, medyo malaki ito sa RMS.

Bakit gagamit ng LVDT?

Ang isang sensor ng posisyon tulad ng LVDT ay perpekto para sa maraming mga application. Narito ang isang listahan ng mga kadahilanan kung bakit ito ginagamit.

Ang Mekanikal na Buhay ay Walang Hanggan

Ang ganitong uri ng sensor ay hindi maaaring mapalitan kahit na makalipas ang milyun-milyong mga cycle at dekada.

Paghiwalayin ang Core at Coil

Ang mga LVDT ay ginagamit na mga pump, valve at level system. Ang core ng LVDT ay maaaring mailantad sa media sa temperatura at mataas na presyon tuwing ang mga coil at pabahay ay maaaring paghiwalayin sa pamamagitan ng isang metal, glass tube kung hindi man manggas, atbp.

Ang Sukat ay Walang Friksiyon

Ang pagsukat ng LVDT ay walang friksiyon dahil walang mga bahagi ng alitan, walang error, at walang paglaban.

Ang resolusyon ay Walang Hanggan

Sa pamamagitan ng paggamit ng LVDTs, ang maliliit na paggalaw ay maaari ring kalkulahin nang tumpak.

Ang kakayahang umulit ay Mahusay

Ang mga LVDT ay hindi lumulutang kung hindi man ay maingay sa wakas kahit na pagkatapos ng mga dekada.

Hindi pagkasensitibo sa Pagkilos ng Cross-Axial Core

Ang kalidad ng pagsukat ay maaaring makompromiso alinman sa mga sensasyon o zig zag.

Repeatability ay Null

Mula sa 300oF - 1000oF, palaging nagbibigay sa iyo ang mga sensor na ito ng isang maaasahang puntong tinukoy

  • Hindi kinakailangan ng On-Board Electronics
  • Kumpletuhin ang Output
  • Posible ang pagpapasadya para sa anumang uri ng Aplikasyon

Iba't ibang Mga Uri ng LVDT

Ang iba't ibang mga uri ng LVDTs kasama ang sumusunod.

Nakuha na Armature LVDT

Ang mga uri ng LVDT na ito ay higit na mataas sa mahabang serye ng pagtatrabaho. Ang mga LVDT na ito ay makakatulong upang maiwasan ang maling pag-aayos dahil ang mga ito ay nakadirekta at kinokontrol ng mga mababang pagtitipon na pagtitipon.

Hindi Nakagabay na Armature

Ang mga uri ng LVDT na ito ay walang limitasyong pag-uugali sa paglutas, ang mekanismo ng ganitong uri ng LVDT ay isang walang katuturang plano na hindi makokontrol ang paggalaw ng kinakalkula na data. Ang LVDT na ito ay konektado sa sample na makakalkula, umaangkop sa silindro, na kinasasangkutan ng katawan ng linear transducer na gaganapin nang nakapag-iisa.

Pilitin ang Pinalawak na Armature

Gumamit ng panloob na mga mekanismo ng tagsibol, electric motor upang maisulong ang armature na patuloy sa kanyang buong antas na makakamit. Ang mga armature na ito ay nagtatrabaho sa LVDT's para sa tamad na paglipat ng mga application. Ang mga aparatong ito ay hindi nangangailangan ng anumang koneksyon sa pagitan ng armature at ispesimen.

Ang mga Linear Variable Displacement Transducer ay karaniwang ginagamit sa kasalukuyang mga tool sa machining, robotics, o control control, avionics, at automated. Ang pagpili ng isang naaangkop na uri ng LVDT ay maaaring masukat gamit ang ilang mga pagtutukoy.

Mga Katangian ng LVDT

Pangunahing tinalakay ang mga katangian ng LVDT sa tatlong mga kaso tulad ng null posisyon, pinakamataas na kanang posisyon at pinakamataas na posisyon sa kaliwa.

Posisyon ng Null

Ang pamamaraan ng pagtatrabaho ng LVDT ay maaaring mailarawan sa isang null na ehe ng ehe kung hindi man sa pamamagitan ng sumusunod na pigura. Sa kondisyong ito, ang baras ay maaaring matagpuan nang eksakto sa gitna ng S1and S2 windings. Dito, ang mga paikot-ikot na ito ay pangalawang paikot-ikot, na nagdaragdag ng pagbuo ng katumbas na pagkilos ng bagay pati na rin ang sapilitan boltahe sa susunod na terminal na tumutugma. Ang lokasyon na ito ay tinatawag ding isang null na posisyon.

LVDT sa Null Possition

LVDT sa Null Position

Ang pagkakasunud-sunod ng yugto ng output pati na rin ang pagkakaiba-iba ng lakas ng output na may paggalang sa mga signal ng pag-input na nakakuha ng pag-aalis at paggalaw ng core. Ang pag-aayos ng baras sa walang kinikilingan na lokasyon o sa null pangunahin ay nagpapahiwatig na ang sapilitan voltages sa pangalawang paikot-ikot na kung saan ay konektado sa serye ay katumbas at baligtad na proporsyonal patungkol sa net o / p boltahe.

EV1 = EV2

Eo = EV1– EV2 = 0 V

Pinakamataas na Tamang Posisyon

Sa kasong ito, ang pinakamataas na tamang posisyon ay ipinapakita sa figure sa ibaba. Kapag ang baras ay inilipat sa kanang direksyon, pagkatapos ang isang malaking puwersa ay maaaring mabuo sa buong S2 paikot-ikot, sa kabilang banda, ang pinakamaliit na puwersa ay maaaring magawa sa buong paikot-ikot na S1.

LVDT sa Kanan

LVDT sa Kanan

Samakatuwid, ang 'E2' (sapilitan Boltahe) ay mas malaki kaysa sa E1. Ang mga resulta ng mga equation na pagkakaiba-iba ng voltages ay ipinapakita sa ibaba.

Para sa EV2 = - EV1

Pinakamataas na Posisyon ng Kaliwa

Sa sumusunod na pigura, ang baras ay maaaring may hilig na higit pa sa direksyon ng kaliwang bahagi, pagkatapos ang mataas na pagkilos ng bagay ay maaaring mabuo sa buong S1 paikot-ikot at ang boltahe ay maaaring sapilitan sa kabuuan ng 'E1' kapag ang 'E2' ay nabawasan. Ang equation para dito ay ibinibigay sa ibaba.

Para sa = EV1 - EV2

Ang huling output ng LVDT ay maaaring kalkulahin sa mga tuntunin ng dalas, kasalukuyang, o boltahe. Ang pagdidisenyo ng circuit na ito ay maaari ding gawin sa mga microcontroller based circuit tulad ng PIC, Arduino, atbp.

LVDT sa Kaliwa

LVDT sa Kaliwa

Mga pagtutukoy ng LVDT

Ang mga pagtutukoy ng LVDT ay kasama ang sumusunod.

Linearity

Ang pinakamataas na pagkakaiba mula sa tuwid na proporsyon sa pagitan ng distansya na kinakalkula at o / p na distansya sa pagkalkula ng saklaw.

  • > (0.025 +% o 0.025 -%) Buong Scale
  • (0.025 hanggang 0.20 +% o 0.025 hanggang 0.20 -%) Buong Scale
  • (0.20 hanggang 0.50 +% o 0.20 hanggang 0.50 -%) Buong Scale
  • (0.50 hanggang 0.90 +% o 0.50 hanggang 0.90 -%) Buong Kalakasan
  • (0.90 hanggang +% o 0.90 hanggang -%) Buong Sukat at pataas
  • 0.90 hanggang ±% Buong Kaliskis at Taas

Mga Temperatura sa Pagpapatakbo

Ang operating temperatura ng LVDT isama

> -32ºF, (-32-32ºF), (32 -175ºF), (175-257ºF), 257ºF at pataas. Ang saklaw ng temperatura kung saan dapat tumpak na gumana ang aparato.

Saklaw ng Pagsukat

Kasama ang saklaw ng pagsukat ng IVDT

0.02 ″, (0.02-0.32 ″), (0.32 - 4.0 ″), (4.0-20.0 ″), (± 20.0 ″)

Kawastuhan

Ipinapaliwanag ang porsyento ng pagkakaiba sa pagitan ng tunay na halaga ng dami ng data.

Paglabas

Kasalukuyang, Boltahe, o Dalas

Interface

Isang serial protocol tulad ng RS232, o isang Parallel protocol tulad ng IEEE488.

Mga Uri ng LVDT

Batay sa Dalas, Batay sa Kasalukuyang Balanse ng AC / AC, o batay sa DC / DC.

Grap ng LVDT

Ang mga diagram ng graph ng LVDT ay ipinapakita sa ibaba na nagpapakita ng mga pagkakaiba-iba sa poste pati na rin ang kanilang resulta sa mga tuntunin ng lakas na pagkakaiba ng output ng AC mula sa isang null point at output ng direktang kasalukuyang mula sa electronics.

Ang pinakamataas na halaga ng pag-aalis ng baras mula sa pangunahing lokasyon ay pangunahing nakasalalay sa kadahilanan ng pagiging sensitibo pati na rin ang amplitude ng pangunahing boltahe ng paggulo. Ang baras ay mananatili sa null na posisyon hanggang sa isang sanggunian pangunahing boltahe ng paggulo ay tinukoy sa pangunahing paikot-ikot ng coil.

Mga Pagkakaiba-iba ng LVDT Shaft

Mga Pagkakaiba-iba ng LVDT Shaft

Tulad ng ipinakita sa pigura, ang DC o / p polarity o phase shift pangunahin na tumutukoy sa posisyon ng baras para sa null point upang kumatawan sa pag-aari tulad ng o / p linearity ng module ng LVDT.

Halimbawa ng Pagkakaiba-iba ng Transformer ng Linear na variable

Ang haba ng stroke ng isang LVDT ay ± 120mm at bumubuo ng 20mV / mm ng resolusyon. Kaya, 1). Hanapin ang maximum na boltahe ng o / p, 2) ang boltahe ng o / p sa sandaling ang core ay ilipat na may 110mm mula sa null na lokasyon nito, c) ang posisyon ng core mula sa gitna kapag ang boltahe o / p ay 2.75 V, d) hanapin ang pagbabago sa loob ng boltahe o / p sa sandaling ang core ay inilipat mula sa pag-aalis ng + 60mm hanggang -60mm.

a). Ang pinakamataas na boltahe o / p ay VOUT

Kung ang isang mm ng paggalaw ay bumubuo ng 20mV, pagkatapos ay bumubuo ang 120mm ng paggalaw

VOUT = 20mV x 120mm = 0.02 x 120 = ± 2.4Volts

b). VOUT na may 110mm ng pangunahing pag-aalis

Kung ang isang pangunahing pag-aalis ng 120mm ay bumubuo ng 2.4 volts output, pagkatapos ay gumagawa ng isang kilusan ng 110mm

Vout = pag-aalis ng pangunahing X VMAX

Vout = 110 X 2.4 / 120 = 2.2 volts

Ang pag-aalis ng boltahe ng LVDT

c). Ang posisyon ng core kapag VOUT = 2.75 volts

Vout = pag-aalis ng pangunahing X VMAX

Pagpapalit = haba ng Vout X / VMax

D = 2.75 X 120 / 2.4 = 137.5 mm

d). Ang pagbabago ng boltahe mula sa pag-aalis ng + 60mm hanggang -60mm

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

Kaya ang pagbabago ng output boltahe saklaw mula sa +1.2 volts sa -1.2 volts kapag ang core shift mula + 60mm sa -60mm ayon sa pagkakabanggit.

Ang mga transduser ng paglipat ay magagamit sa iba't ibang laki na may iba't ibang haba. Ang mga transduser na ito ay ginagamit upang sukatin ang ilang mms sa 1s na maaaring matukoy ang mahabang stroke. Gayunpaman kapag ang LVDT's ay may kakayahang kalkulahin ang linear na paggalaw sa loob ng isang tuwid na linya, pagkatapos ay may pagbabago sa LVDT upang masukat ang kilusang anggulo na kilala bilang RVDT (Rotary Variable Differential Transformer).

Mga Kalamangan at Kalamangan ng LVDT

Ang mga kalamangan at kawalan ng LVDT ay kasama ang sumusunod.

  • Ang pagsukat ng saklaw ng pag-aalis ng LVDT ay napakataas, at mula sa 1.25 mm hanggang -250 mm.
  • Napakataas ng output ng LVDT, at hindi ito nangangailangan ng anumang extension. Nagmamay-ari ito ng mataas na pagkahabag na karaniwang tungkol sa 40V / mm.
  • Kapag ang pangunahing paglalakbay sa loob ng isang guwang dating dahil dito walang pagkabigo ng pag-input ng pag-aalis habang pagkawala ng alitan, kaya't ginagawang isang tumpak na aparato ang isang LVDT.
  • Ang LVDT ay nagpapakita ng isang maliit na hysteresis at sa gayon ang pag-uulit ay pambihira sa lahat ng mga sitwasyon
  • Ang pagkonsumo ng kuryente ng LVDT ay napakababa ng tungkol sa 1W tulad ng sinuri ng isa pang uri ng mga transduser.
  • Binabago ng LVDT ang linear dislocation sa isang electrical boltahe na simpleng isinasagawa.
  • Ang LVDT ay tumutugon upang lumayo mula sa mga magnetikong patlang, sa gayon ito ay patuloy na nangangailangan ng isang sistema upang mapanatili ang mga ito mula sa naaanod na mga magnetic field.
  • Nakamit na ang mga LVDT ay higit na kapaki-pakinabang na naiiba kaysa sa anumang uri ng inductive transducer.
  • Ang LVDT ay napinsala ng temperatura pati na rin ang mga panginginig ng boses.
  • Kailangan ng transpormer na ito ng malalaking mga pag-aalis upang makakuha ng makabuluhang kaugalian ng output
  • Ito ay tumutugon sa ligaw na mga magnetic field
  • Ang instrumento sa pagtanggap ay dapat mapili upang gumana sa mga signal ng AC kung hindi man ay dapat gamitin ang isang demodulator n / w kung kinakailangan ang isang dc o / p
  • Ang limitadong pabago-bagong tugon ay naroroon nang wala sa loob ng mekanismo sa pamamagitan ng dami ng pangunahing at electrically sa pamamagitan ng inilapat na boltahe.

Mga Application ng Linear Variable Differential Transformer

Pangunahing isinasama ng mga aplikasyon ng transduser ng LVD kung saan makakalkula ang mga paglinsad na mula sa isang dibisyon ng mm hanggang sa ilang mga cms lamang.

  • Gumagana ang sensor ng LVDT bilang pangunahing transducer, at binabago nito ang paglinsad sa isang de-koryenteng signal nang diretso.
  • Ang transducer na ito ay maaari ding gumana bilang pangalawang transducer.
  • Ginagamit ang LVDT upang sukatin ang bigat, puwersa, at presyon din
  • Sa mga ATM para sa kapal ng Dollar bill
  • Ginamit para sa pagsubok sa kahalumigmigan sa lupa
  • Sa mga machine para sa paggawa ng PILLS
  • Robotic cleaner
  • Ginagamit ito sa mga aparatong medikal para sa probing ng utak
  • Ang ilan sa mga transduser na ito ay ginagamit upang makalkula ang presyon at pagkarga
  • Ang LVDT's ay kadalasang ginagamit sa mga industriya pati na rin servomekanismo .
  • Ang iba pang mga application tulad ng mga power turbine, haydrolika, automation, sasakyang panghimpapawid, at satellite

Sa wakas mula sa impormasyong nasa itaas, maaari nating tapusin na ang mga katangian ng LVDT ay may ilang mga makabuluhang tampok at benepisyo, na ang karamihan ay nagmula sa pangunahing mga prinsipyong pisikal na pagpapatakbo o mula sa mga materyales at diskarteng ginamit sa kanilang pagtatayo. Narito ang isang katanungan para sa iyo, ano ang normal na saklaw ng pagiging sensitibo ng LVDT?