Ventajas de la tecnología de transductores de desplazamiento LVDT
¿Qué es el LVDT?
LVDT son las siglas de Transformador Diferencial Variable Lineal, un tipo de sensor electromecánico que convierte los cambios mecánicos del movimiento lineal en las señales electrónicas correspondientes.Los sensores de posición lineal LVDT pueden medir desplazamientos tan pequeños como 0,1 mm, o de hasta 1000 mm. Los sensores de posición lineal LVDT pueden medir desplazamientos tan pequeños como 0,1 mm, y también pueden medir desplazamientos de hasta 1000 mm. Más informaciónTutorial del sensor LVDT
Ventajas técnicas de los sensores LVDT
Los transductores de desplazamiento LVDT tienen ciertas características y ventajas debidas al principio físico o a los materiales y la tecnología utilizados en su construcción.
Medición sin fricción
Una de las características más importantes de los sensores LVDT es la medición sin fricción. En una aplicación típica, no hay contacto mecánico entre el núcleo y la estructura de montaje de la bobina de un LVDT, como la fricción, el arrastre u otros factores que pueden causar fricción. Esta característica es especialmente importante en ensayos de materiales, mediciones de desplazamiento por vibración y sistemas de medición dimensional de alta resolución.
Resistente a entornos extremos
El LVDT es un sensor muy robusto adecuado para una amplia variedad de entornos operativos gracias a los materiales y las técnicas de construcción de ensamblaje utilizados. El devanado de la bobina está encapsulado con resina epoxi y colocado en el interior de un tubo de acero inoxidable, lo que proporciona una excelente protección contra la humedad, así como una gran resistencia a las vibraciones y los golpes. Además, el blindaje magnético altamente permeable del interior reduce al mínimo la influencia de los efectos de los campos magnéticos externos de corriente alterna.
Las carcasas y los núcleos están fabricados con materiales metálicos resistentes a la corrosión y las carcasas también proporcionan un aislamiento mejorado de los campos magnéticos. En aplicaciones en las que el sensor debe estar expuesto a vapores y líquidos inflamables y corrosivos, o a fluidos presurizados, la estructura de la carcasa y del conjunto de bobina puede sellarse completamente mediante un proceso de unión por fusión.
Normalmente, los LVDTs son adecuados para un amplio rango de temperaturas de funcionamiento. En entornos extremos (temperaturas muy bajas, temperaturas muy altas, radiación nuclear) debería considerar sensores LVDT sin acondicionadores de señal incorporados, ya que los circuitos electrónicos normalmente sólo son capaces de soportar temperaturas de -20°C a +80°C. Abeck dispone de una amplia gama de acondicionadores de señal externos que pueden utilizarse junto con LVDTs instalados en entornos extremos, y las longitudes de cable entre el LVDT y el acondicionador de señal pueden ser superiores a 100 metros. La longitud del cable entre el sensor LVDT y el acondicionador de señal puede ser superior a 100 metros.
Resolución ilimitada
Dado que el LVDT se mide mediante el principio de acoplamiento electromagnético utilizando una estructura sin fricción, es capaz de medir cambios extremadamente pequeños en la posición del núcleo. Esta capacidad de resolución infinita sólo está limitada por la resolución del acondicionador de señal del LVDT y el número de bits del instrumento de visualización de salida. Habrá una pequeña ondulación en la salida del acondicionador de señal del LVDT, pero ésta es de muy alta frecuencia y, por lo tanto, ni siquiera se notará en la mayoría de las aplicaciones.
Vida mecánica infinitamente larga
Normalmente, no hay contacto entre el núcleo y la estructura de montaje de la bobina de un LVDT, por lo que ninguno de los componentes roza entre sí ni se desgasta, lo que significa que los LVDT tienen una característica de vida útil no mecánica. Esto es especialmente importante en aplicaciones que requieren una alta fiabilidad, como aviones, satélites, vehículos espaciales y equipos de energía nuclear. También son muy demandados en muchos sistemas de control de procesos industriales y automatización de fábricas.
No se dañará por sobrepasar el rango de medición
La mayoría de los LVDT de los sensores Abek no están cerrados en los extremos del taladro. Si, debido a una manipulación inadvertida, se sobrepasa su recorrido de medición nominal, el núcleo magnético atravesará completamente la estructura del conjunto de la bobina del sensor sin causar ningún daño. Esta característica no destructiva convierte al LVDT en un transductor de medición de posición ideal para su uso en equipos de ensayo de daños en materiales, como tensiómetros que se fijan a conjuntos de ensayo para comprobar su tensión, por ejemplo, las series FCNA-FCXA10, FCNA19, FCNA20 y FHNV19.
Insensible a los cambios radiales
El LVDT sólo responde al movimiento del núcleo a lo largo del eje de la bobina, y normalmente no detecta el movimiento del núcleo transversal al eje o la posición radial del núcleo. Por lo tanto, los LVDT pueden seguir funcionando correctamente en aplicaciones en las que no estén montados en línea o flotantes, y cuando el movimiento del LVDT no sea precisamente en línea recta.
Bobinas y núcleos separables
Dado que sólo existe una interacción de acoplamiento magnético entre el núcleo y el conjunto de bobina del LVDT, se puede insertar un manguito de presión no magnético entre el núcleo y la pared interior para aislar el núcleo del conjunto de bobina. De este modo, el fluido presurizado puede encerrarse dentro del manguito de aislamiento, y el conjunto de la bobina puede aislarse entonces del medio presurizado, reduciendo el riesgo de daños en la bobina. Los LVDT para retroalimentación de posición en válvulas proporcionales o servoválvulas en sistemas hidráulicos suelen hacer uso de esta característica, véase la serie FCNA20.
Repetibilidad cero
La posición cero inherente del LVDT es muy estable y altamente repetible, incluso más allá de su rango de temperatura de funcionamiento aplicable. Esta característica convierte al LVDT en una excelente opción de sensor de posición para aplicaciones en sistemas de control de bucle y servoinstrumentos de alto rendimiento.
Rápida respuesta dinámica
En general, la naturaleza sin fricción de los LVDT les permite responder muy rápidamente a los cambios en la posición del núcleo, y la respuesta dinámica de los propios LVDT sólo está limitada por los efectos inerciales de la diminuta masa del núcleo. Normalmente, la velocidad de respuesta de un sistema de inducción LVDT depende del ancho de banda de salida del acondicionador de señal.
salida de valor absoluto
A diferencia de los sensores incrementales, que deben volver a ponerse a cero después de cada fallo de alimentación, el LVDT es un sensor de salida absoluta que siempre proporciona la posición verdadera, incluso cuando la fuente de alimentación se conecta y desconecta cíclicamente, lo que es extremadamente importante para aplicaciones que requieren una salida absoluta, como la supervisión estructural, válvulas de seguridad, sistemas de servocontrol, etc.
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