Учебник по датчикам положения LVDT
Как работает LVDT
Что такое LVDT?
LVDT означает Linear Variable Differential Transformer, тип электромеханического датчика, который преобразует механические изменения линейного перемещения в соответствующие электронные сигналы. Датчики линейного положения LVDT могут измерять смещения до 0,1 мм или до 1000 мм. Датчики линейного положения LVDT могут измерять перемещения до 0,1 мм, а также до 1000 мм.
Уже более 50 лет преобразователи линейных перемещений LVDT являются надежным инструментом обратной связи по линейному положению для различных лабораторных, промышленных, военных и аэрокосмических применений. Преобразователи перемещения LVDT - это надежные по своей сути устройства, обеспечивающие высокоточные измерения линейных перемещений в диапазоне от 0,1 мм до 1000 мм,
и пригодные для широкого диапазона рабочих температур.
На рисунке 1 показаны составные компоненты типичного LVDT-датчика перемещения. Внутренняя структура датчика содержит первичную катушку и две вторичные катушки. Эти катушки намотаны на полый высокопрочный стержень, обернуты высокопроницаемым магнитным барьером для защиты от влаги и запечатаны внутри цилиндрической трубки из нержавеющей стали. Такая комбинация катушек часто требуется для датчиков положения.
Приводной узел LVDT представляет собой проницаемый цилиндрический сердечник, который свободно перемещается внутри полой катушки и соединен с объектом, положение которого необходимо измерить. Внутреннее отверстие катушки больше внешнего диаметра сердечника, что обеспечивает эффективный зазор и исключает трение или контакт между сердечником и катушкой.
В процессе эксплуатации на первичные катушки подается переменный ток определенной частоты, также известный как первичное возбуждение, а выходной сигнал LVDT представляет собой разность переменных напряжений между двумя наборами вторичных катушек, которая изменяется в зависимости от положения железного сердечника внутри катушек. Выходное переменное напряжение LVDT обычно демодулируется электронной схемой и преобразуется в постоянное напряжение или ток для удобства пользователя.
Как работает LVDT
Рис. 2 Изменения в сердечниках LVDT в разных местах
Рисунок-2 Что происходит, когда сердечник LVDT-преобразователя перемещения находится в другом положении. Первичная катушка (P) LVDT намагничивается источником переменного тока частотой от 2,5 КГц до 10 КГц. Когда первичная катушка (P) LVDT возбуждается источником переменного тока частотой от 2,5 КГц до 10 КГц, генерируемый магнитный поток через сердечник соединяется с соседними вторичными катушками S1 и S2, и тот же поток соединяется с вторичной стороной, если сердечник расположен в середине S1 и S2. Поэтому напряжения E1 и E2, индуцированные в каждой катушке, будут равны. Таким образом, когда сердечник находится в центре, известном как начало координат, разность выходных напряжений (E1 - E2) должна быть равна нулю.
По мере удаления сердечника от центра LVDT (так называемой нулевой точки) сигнал от первичной обмотки будет подаваться на одну вторичную обмотку больше, чем на другую. При перемещении сердечника через S1 выходное напряжение S1 увеличивается. При перемещении сердечника через S2 выходное напряжение S2 увеличивается. （Значения (S1 - S2) и (S2 - S1) становятся линейной функцией положения сердечника по мере его перемещения к S1 и S2 соответственно.
Типичный выходной сигнал LVDT переменного тока показан на рисунке 3. Выходные напряжения (S1 - S2) и (S2 - S1) пропорционально увеличиваются по мере удаления сердечника от нуля в любом направлении в пределах диапазона LVDT.
Рисунок 3 Типичный выход LVDT переменного тока
Выход постоянного тока LVDT
LVDT постоянного тока - это электронные схемы демодуляции, встроенные в преобразователь, которые позволяют пользователю подавать на вход постоянный ток и измерять выходной сигнал постоянного тока, соответствующий положению сердечника. LVDT постоянного тока обладают многими преимуществами технологии LVDT, а также удобством подачи и считывания сигнала постоянного тока.
Температура LVDT постоянного тока ограничивается температурой электронных компонентов в модуле формирования электронного сигнала, и обычно они используются в диапазоне температур от -20°C до 80°C.
ABEK SENSORS разрабатывает и производит датчики положения для сложных условий эксплуатации. Обращайтесь к нам с любыми вопросами по поводу ваших задач измерения положения!
Заполните форму, и наш технический инженер свяжется с вами. Вы также можете связаться с нами по телефону 400-013-6886 или по электронной почте info@abeksensors.com.