Vorteile der LVDT-Wegaufnehmer-Technologie
Was ist LVDT?
LVDT steht für Linear Variable Differential Transformer (linearer variabler Differenzialtransformator), eine Art elektromechanischer Sensor, der mechanische Veränderungen in der linearen Bewegung in entsprechende elektronische Signale umwandelt. LVDT-Linearwegsensoren können Verschiebungen von nur 0,1 mm oder bis zu 1000 mm messen. Lineare LVDT-Positionssensoren können Verschiebungen von 0,1 mm und bis zu 1000 mm messen. Bitte lesen Sie mehrLVDT Sensor Tutorial
Technische Vorteile der LVDT-Sensoren
LVDT-Wegaufnehmer haben bestimmte Eigenschaften und Vorteile, die auf das physikalische Prinzip oder die bei ihrer Konstruktion verwendeten Materialien und Technologien zurückzuführen sind.
Reibungslose Messung
Eine der wichtigsten Eigenschaften von LVDT-Sensoren ist die reibungsfreie Messung. In einer typischen Anwendung gibt es keinen mechanischen Kontakt zwischen dem Kern und der Spulenanordnung eines LVDT, wie z. B. Reibung, Widerstand oder andere Faktoren, die Reibung verursachen können. Diese Eigenschaft ist besonders wichtig bei der Materialprüfung, bei der Messung von Schwingungsbewegungen und bei hochauflösenden Dimensionsmesssystemen.
Widerstandsfähig gegen extreme Umgebungen
Der LVDT ist ein sehr robuster Sensor, der aufgrund der verwendeten Materialien und Montagetechniken für eine Vielzahl von Betriebsumgebungen geeignet ist. Die Spulenwicklung ist mit Epoxidharz vergossen und in einem Edelstahlrohr untergebracht, das einen hervorragenden Schutz gegen Feuchtigkeit und Nässe sowie eine hohe Vibrations- und Stoßfestigkeit bietet. Darüber hinaus reduziert die hochpermeable magnetische Abschirmung im Inneren den Einfluss externer magnetischer Wechselfelder auf ein Minimum.
Die Gehäuse und Kerne bestehen aus korrosionsbeständigen Metallwerkstoffen, und die Gehäuse bieten auch eine verbesserte Isolierung gegen Magnetfelder. Bei Anwendungen, bei denen der Sensor entflammbaren, korrosiven Dämpfen und Flüssigkeiten oder unter Druck stehenden Flüssigkeiten ausgesetzt werden muss, kann die Struktur des Gehäuses und der Spulenbaugruppe durch ein Schmelzklebeverfahren vollständig abgedichtet werden.
Normalerweise sind LVDTs für einen sehr weiten Betriebstemperaturbereich geeignet. In extremen Umgebungen (sehr niedrige Temperaturen, sehr hohe Temperaturen, nukleare Strahlung) sollten Sie LVDT-Sensoren ohne eingebauten Signaltrenner in Betracht ziehen, da die elektronischen Schaltkreise normalerweise nur Temperaturen von -20°C bis +80°C standhalten. Abeck hat eine große Auswahl an externen Signaltrennern, die in Verbindung mit LVDTs, die in extremen Umgebungen installiert werden, verwendet werden können, und die Kabellängen zwischen dem LVDT und dem Signaltrenner können mehr als 100 Meter betragen. Die Kabellänge zwischen dem LVDT-Sensor und dem Signalaufbereiter kann mehr als 100 Meter betragen.
Unbegrenzte Auflösung
Da der LVDT nach dem Prinzip der elektromagnetischen Kopplung unter Verwendung einer reibungsfreien Struktur gemessen wird, ist er in der Lage, extrem kleine Änderungen der Kernposition zu messen. Diese unendliche Auflösungsfähigkeit wird nur durch die Auflösung des LVDT-Signalaufbereiters und die Anzahl der Bits im Ausgangsanzeigeinstrument begrenzt. Der Ausgang des LVDT-Signalaufbereiters weist eine geringe Welligkeit auf, die jedoch sehr hochfrequent ist und daher bei den meisten Anwendungen nicht einmal bemerkt wird.
Unbegrenzt lange mechanische Lebensdauer
In der Regel gibt es keinen Kontakt zwischen dem Kern und der Spulenanordnung eines LVDT, so dass keine der Komponenten aneinander reiben oder sich abnutzen, was bedeutet, dass LVDTs eine nicht-mechanische lebensdauerbegrenzende Eigenschaft haben. Dies ist besonders wichtig für Anwendungen, bei denen eine hohe Zuverlässigkeit erforderlich ist, wie z. B. bei Flugzeugen, Satelliten, Raumfahrzeugen und Kernkraftanlagen. Auch in vielen industriellen Prozesssteuerungs- und Fabrikautomatisierungssystemen sind sie sehr gefragt.
Wird durch Überschreiten des Messbereichs nicht beschädigt
Die meisten LVDTs der Abek-Sensoren sind an den Enden der Bohrung nicht geschlossen. Wird ihr Nennmessweg durch versehentliches Betätigen überschritten, durchdringt der Magnetkern die Spulenstruktur des Sensors vollständig, ohne Schaden anzurichten. Diese zerstörungsfreie Eigenschaft macht den LVDT zu einem idealen Positionsmesswertaufnehmer für den Einsatz in Materialbeschädigungsprüfgeräten wie Tensiometern, die zur Spannungsprüfung an Prüfbaugruppen angebracht werden, z. B. die Serien FCNA-FCXA10, FCNA19, FCNA20 und FHNV19.
Unempfindlich gegenüber radialen Veränderungen
Der LVDT reagiert nur auf die Bewegung des Kerns entlang der Spulenachse und erfasst normalerweise keine Bewegung des Kerns quer zur Querachse oder die radiale Position des Kerns. Daher können LVDTs auch dann ordnungsgemäß funktionieren, wenn sie nicht kollinear montiert sind oder schwimmen, und wenn die Bewegung des LVDT nicht genau auf einer geraden Linie verläuft.
Trennbare Spulen und Kerne
Da zwischen dem Kern und der Spulenanordnung des LVDT nur eine magnetische Kopplung besteht, kann eine nichtmagnetische Druckhülse zwischen den Kern und die Innenwand eingefügt werden, um den Kern von der Spulenanordnung zu isolieren. Auf diese Weise kann die Druckflüssigkeit in der Isolierhülse eingeschlossen und die Spulenbaugruppe vom Druckmedium isoliert werden, wodurch die Gefahr einer Beschädigung der Spule verringert wird. LVDTs für die Positionsrückmeldung in Proportional- oder Servoventilen in Hydrauliksystemen machen häufig von dieser Funktion Gebrauch, siehe Serie FCNA20.
Null-Wiederholbarkeit
Die inhärente Nullposition des LVDT ist sehr stabil und hochgradig wiederholbar, auch außerhalb des anwendbaren Betriebstemperaturbereichs. Diese Eigenschaft macht den LVDT zu einer ausgezeichneten Positionssensoroption für Anwendungen in Regelkreisen und Hochleistungs-Servo-Instrumenten.
Schnelle dynamische Reaktion
Im Allgemeinen können LVDTs aufgrund ihrer Reibungsfreiheit sehr schnell auf Änderungen der Kernposition reagieren, und die dynamische Reaktion der LVDTs selbst wird nur durch die Trägheitseffekte der winzigen Masse des Kerns begrenzt. In der Regel hängt die Reaktionsgeschwindigkeit eines LVDT-Induktionssystems von der Ausgangsbandbreite des Signalaufbereiters ab.
Absolutwertausgabe
Im Gegensatz zu inkrementalen Sensoren, die nach jedem Stromausfall neu genullt werden müssen, handelt es sich beim LVDT um einen Sensor mit absolutem Ausgang, der immer die tatsächliche Position liefert, auch wenn die Stromversorgung ein- und ausgeschaltet wird, was für Anwendungen, die einen absoluten Ausgang erfordern, wie z. B. Strukturüberwachung, Sicherheitsventile, Servosteuerungssysteme und vieles mehr, äußerst wichtig ist.
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