البرنامج التعليمي لمستشعر الموضع LVDT
كيف يعمل LVDT
ما هو LVDT؟
يرمز LVDT إلى المحول التفاضلي الخطي المتغير، وهو نوع من المستشعرات الكهروميكانيكية التي تحول التغيرات الميكانيكية في الحركة الخطية إلى إشارات إلكترونية مقابلة.يمكن لمستشعرات الموضع الخطي LVDT قياس الإزاحات الصغيرة حتى 0.1 مم، أو حتى 1000 مم. يمكن لمستشعرات الموضع الخطي LVDT قياس الإزاحات الصغيرة حتى 0.1 مم، ويمكنها أيضًا قياس الإزاحات حتى 1000 مم.
على مدار أكثر من 50 عامًا، كانت محولات طاقة الإزاحة الخطية LVDT أداة موثوقة للتغذية المرتدة للموضع الخطي لمجموعة متنوعة من التطبيقات المختبرية والصناعية والعسكرية والفضائية. تُعد محولات طاقة الإزاحة LVDT أجهزة موثوقة بطبيعتها توفر قياسات إزاحة خطية عالية الدقة تتراوح من 0.1 مم إلى 1000 مم،
وهي مناسبة لمجموعة كبيرة من درجات حرارة التشغيل.
يوضح الشكل-1 المكونات المكونة لجهاز استشعار الإزاحة النموذجي قوي>مستشعر الإزاحة LVDT. يحتوي الهيكل الداخلي للمستشعر على ملف أولي وملفين ثانويين. يتم لف هذه الملفات على عمود فقري مجوف عالي القوة، وملفوفة بحاجز مغناطيسي عالي النفاذية لحمايتها من الرطوبة، ومختومة داخل أنبوب أسطواني من الفولاذ المقاوم للصدأ. وغالبًا ما تكون هذه المجموعة من الملفات مطلوبة لمستشعرات الموضع.
مجموعة المشغِّل في LVDT عبارة عن قلب أسطواني قابل للنفاذ يكون حر الحركة داخل الملف المجوف ومتصل بالجسم المراد قياس موضعه. يكون التجويف الداخلي للملف أكبر من القطر الخارجي للقلب، مما يوفر فجوة فعالة ولا يسمح بأي احتكاك أو تلامس بين القلب والملف.
في الاستخدام، يتم تطبيق تيار متناوب بتردد معين على الملفات الأولية، والمعروف أيضًا باسم الإثارة الأولية، وإشارة الخرج من LVDT هي فرق جهد التيار المتردد بين مجموعتي الملفات الثانوية، والتي تختلف مع موضع القلب الحديدي داخل الملفات. وعادةً ما يتم إزالة تشفير جهد خرج التيار المتردد من LVDT بواسطة دائرة إلكترونية وتحويله إلى جهد تيار مستمر أو تيار لراحة المستخدم.
كيف يعمل LVDT
الشكل 2 تباين نوى LVDT في مواقع مختلفة
الشكل-2 ماذا يحدث عندما يكون قلب محول طاقة الإزاحة LVDT في موضع مختلف. يتم مغنطة الملف الأساسي (P) من LVDT بواسطة مصدر طاقة تيار متردد يتراوح بين 2.5 كيلوهرتز و10 كيلوهرتز. عندما يتم استثارة الملف الابتدائي (P) من LVDT بواسطة مصدر طاقة تيار متردد من 2.5 كيلو هرتز إلى 10 كيلو هرتز، يقترن التدفق المغناطيسي المتولد بالملفين الثانويين المجاورين S1 وS2 من خلال القلب، ويقترن نفس التدفق إلى الجانب الثانوي إذا كان القلب يقع في منتصف S1 وS2. لذلك، ستكون الفولتية E1 و E2 المستحثة في كل ملف متساوية. لذا، عندما يكون القلب في المركز، والمعروف باسم نقطة الأصل، يجب أن يكون فرق جهد الخرج (E1 - E2) مساويًا للصفر.
عندما يتحرك القلب بعيدًا عن مركز LVDT (تسمى نقطة الصفر)، تقترن الإشارة من المرحلة الابتدائية إلى إحدى الثانويتين أكثر من الأخرى. عندما يتحرك القلب فوق S1، يزداد خرج الجهد من S1. وكلما تحرك القلب عبر S2، يزداد خرج S2. （تصبح قيمتا (S1 - S2) و(S2 - S1) دالة خطية لموضع القلب أثناء تحركه نحو S1 وS2 على التوالي.
يظهر الخرج النموذجي لمقياس الجهد المنخفض المتردد في الشكل 3. تزداد مخرجات الجهد (S1 - S2) و(S2 - S1) بشكل متناسب مع ابتعاد القلب عن الصفر في أي من الاتجاهين على نطاق LVDT.
الشكل 3 الخرج النموذجي لمقياس تيار متردد منخفض الكثافة (AC LVDT)
خرج التيار المستمر LVDT
مقياس التيار المستمر LVDTs عبارة عن دوائر إلكترونية لإزالة التشكيل مدمجة في محول الطاقة تسمح للمستخدم بتوفير مدخل تيار مستمر وقياس خرج تيار مستمر مطابق للموضع الأساسي. وتوفر مقاييس التيار المستمر ذات التيار المستمر منخفض الكثافة العديد من مزايا تقنية مقاييس التيار المستمر منخفض الكثافة، بالإضافة إلى سهولة توفير وقراءة إشارة التيار المستمر.
تكون مقياس التيار المستمر LVDTs مقيدة بدرجة حرارة المكونات الإلكترونية في وحدة تكييف الإشارة الإلكترونية، وتستخدم بشكل عام في نطاق درجة حرارة -20 درجة مئوية إلى 80 درجة مئوية.
تقوم شركة ABEK SENSORS بتصميم وتصنيع مستشعرات الموضع للبيئات الصعبة، يرجى الاتصال بنا إذا كانت لديك أي أسئلة بخصوص تحديات قياس الموضع!
املأ النموذج وسيتصل بك مهندسنا الفني. أو يمكنك الاتصال بنا عبر الهاتف على الرقم 400-013-6886 أو عبر البريد الإلكتروني info@abeksensors.com.