LVDT - mozgásérzékelők

A cikk bemutatja a előnyeit és hátrányait a különböző előadások az abszolút nyomásérzékelő a számláló gáz

A tendenciák elemzése fejlődésének szenzor-transzformáló berendezések. Figyelembe véve a megállapításait és ajánlásait a RAS intézetek meghatározott prioritási területek fejlesztése az új generációs DPA, beleértve keretében a szövetségi űrprogram, valamint a „VVT érzékelők” program

Mozgásérzékelők használják számos alkalmazás, és bár a készülék kiválasztás meglehetősen széles, de ezt ebben a tanulmányban próbák Macro érzékelők kell tenni a számos ilyen révén legalább két okból. Először is, jelentős dinamika tartománya a mért mozgások, másrészt - a képesség, hogy a munkát a legigényesebb [[feltételek]].

LVDT bbreviatura kialakított kombinációk lineáris változó transzformátor - lineáris változó transzformátor átviteli aránnyal. LVDT-érzékelők - egy elektromechanikus átalakító, amely átalakítja a egyenes vonalú mozgását a tárgy, amelyhez hozzá van kötve mechanikusan egy elektromos jel. A megkülönböztető jellemzője ezeknek érzékelők lehet tekinteni egy nagyon nagy dinamikai tartomány a mért elmozdulás (a tíz mikron ± 0,5 m) és a képességgel, hogy a legtöbb zord környezetben. Az első elvéből következik az akció, és a második - az alkalmazás design.

Van elég sok impulzus elmozdulás érzékelő, amelynek működése alapján a regisztrációs metszéspontjait (mágneses vagy optoelektronikai érzékelő) egyedi mozgó tárgy jelet. Ha a meghatározott esemény bekövetkezik az érzékelő kimeneti impulzust generál. Az ilyen eszközök, nyilvánvaló okokból, nem csak egy korlátozott dinamikatartománya mérési elmozdulások, de a hiba kiszámítása, és növeli a sebesség és a gyorsulás (első és második derivált a elmozdulás), ami nem mindig elfogadható. Cikk hatálya alá tartozó LVDT-érzékelők, annak a ténynek köszönhető, hogy a kimeneti jel folytonos, mentes ezeket a hiányosságokat.

MŰKÖDÉS Az LVDT-SENSOR

Az 1. ábra sematikusan mutatja LVDT-érzékelő kialakítása, a fő összetevői, amelyek primer és két szekunder tekerccsel (tipikusan egy tekercselést elrendezve egy álló mag) és a mozgatható magot. A primer tekercs van elhelyezve, szimmetrikusan két azonos szekunder tekerccsel. A tekercsek úgy vannak elrendezve egy merev hőstabil gyanta megerősített és zárt légmentesen zárt kamrában, amely megvédi a nedvességtől és a korrozív környezetben. A mozgatható készült maggal nagymértékben áteresztő mágneses anyag, van egy hengeres alakú, és szabadon mozog mentén a belső üreg az érzékelő.

egy primer tekercs keresztül hajtják AC szinuszos feszültség - jellemző érték 3 V, 3 kHz. A kimeneti érzékelő jel egy olyan feszültség különbség a szekunder tekercsek u8212 - különbségi feszültségszint. Jellemzően a differenciál váltakozó feszültséget átalakítjuk egy elektronikus modul integrált egyenáramú jel.

A 2. ábra a működési elve LVDT-érzékelő. Amikor a mozgatható mag szigorúan a központban (úgynevezett zéró pozíció), a mágneses mező a P primer tekercsére, szimmetrikus, így a mágneses fluxusok a szekunder tekercsek S1 és S2 egyenlő, és így egyenlő, és az EMF E1 és E2 indukálható ezen tekercsek, és így a különbségi feszültség nulla. Ha a mozgatható magot képest eltolható, a nulla pozícióban, a torzított mágneses mező szimmetriája - keresztül a szekunder tekercsek, helyzetétől függően a sejtmag, a több mágneses fluxus halad keresztül, hanem a többi (lásd a 2. ábrát ..). Ennélfogva, a különböző, és az EMF indukált szekunder tekercsek - annál a mágneses fluxus, a nagyobb EMF.

3a ábra, hogyan az amplitúdó a differenciális kimeneti feszültség EOUT helyzetétől függően a mag a magon belül. Maxim ügyi érték EOUT általában eléri a több voltot. A szög eltolódása a kimeneti feszültség EOUT fázisban viszonyítva az elsődleges feszültség állandó marad, amíg a nulla pozícióban, találkozásánál, ahol a fáziseltolás változik 180 fokkal (lásd. Ábra. 3b). A fáziseltolódás lehet használni, hogy meghatározzuk a mozgás irányát képest a nulla helyzetbe, amikor az elektronikus modul konvertáló a váltakozó áramú jel. A kimenet az utóbbi formájában fog ábrán látható a 3c.

A működési elve és felépítése LVDT-érzékelő egy sor olyan nyilvánvaló előnyei. Az alábbiakban felsoroljuk a legfontosabbakat

Az a tény, dörzsölés részei - az egyik fő előnye LVDT-szenzor. Ha használható a normál üzemmód között nincs mechanikus érintkezés a mozgatható mag és tekercsek. Ez az előny különösen fontos, ha mérő kis elmozdulások, például rezgésvédelem.

Magas érzékenység: a súrlódás hiánya miatt, és a fizikai működési elve lehetővé teszi, hogy az intézkedés nagyon kis elmozdulások a mag és jól reprodukálható. A minimális érték korlátozódik a mérési zajt és a felbontás a készülék jelzi.

Gyakorlatilag korlátlan mechanikai tartósság következtében hiányzik a súrlódó alkatrészek. Köszönhetően a súrlódás hiánya miatt és mechanikai érintkezést a mag és a tekercsek nincsenek tényezők, amelyek negatív hatást a mechanikai tartóssági. Ezért nagyobb megbízhatóság, ami nagyon fontos ha például az űrkutatásban és a nukleáris energia, valamint más alkalmazások, ahol a megbízhatóság kulcsfontosságú paraméter.

Fokozott védelem a partok túl a transzformátor. Belső lyuk legtöbb LVDT-érzékelő nyitott mindkét oldalán, így abban az esetben a „túllövés” (elmozdulás ellenőrzött objektum és mereven kapcsolódó magja adott határok között) nincs mechanikai károsodást szenved az érzékelő - a mozgatható magot egyszerűen kibocsátott az érzékelő határértékek nem okoz, hogy nincs sérülés . Ez sérthetetlenség nagyon jó a alkalmazások a Tensometer és nyúlásmérő (mérésére nyúlás berendezés) használt anyagok szakító vizsgálatokat.

Egy irányú érzékenységét. LVDT-érzékelő érzékeny mozgása a sejtmagba csak az egyik irányban, és nem érzékeny a mozgás más irányokban. Ez a funkció különösen akkor van jelentősége, ha a mag átkerül nem ideális, egyenes vonalú, és egy kis „lesen”, amikor mozog.

Elkülönítése a tekercsek és a mag. A tekercsek úgy vannak mechanikusan elválasztjuk a mozgatható magot, ahol a tekercsek vannak elhelyezve egy lezárt kapszulában. Ezt a tényt gyakran használják LVDT felhasználásra hidraulikus hajtások és szervo hajtások.

Ellenállás a külső környezet. Anyagok és tervezési használt LVDT, korrózió-, kopásálló és tartós, ami a LVDT malovospriimchiva negatív környezeti hatásokat. A tekercsek vannak töltve epoxigyantával, és szinte áthatolhatatlan a nedvesség és a csapadék, egyetlen, jól ellenáll rázkódás és ütés. A belső árnyékolás a mágnesesen áteresztő anyag minimálisra csökkenti a külső elektromágneses mezők. És a mag és a mag anyaga korrózióálló anyag, amely szintén mágneses képernyőkön. A szenzor alkalmazások robbanásveszélyes és gyúlékony környezetekben, valamint agresszív közegek érzékelő izolálhatjuk a külső környezet által tokozás és „zárt” hegesztéssel. Jellemzően LVDT-érzékelők működnek a kibontott üzemi hőmérséklet-tartományban, és lehet alkalmazni kriogén technológia és emelt hőmérsékleten és a sugárzás, mint például nukleáris reaktorok.

Ismétlési Zero. A nulla pont rendkívül stabil és reprodukálható, akkor is, ha extra-széles hőmérséklet-tartományban.

Jó dinamikus tulajdonságokkal rendelkezik. A hiányzó súrlódás teszi a LVDT nagyon gyorsan változik a helyzet a sejtmagban. A dinamikus válasz korlátozott, csak a tömege a sejtmagba. Alkalmazási példák LVDT-érzékelők vannak megadva [1].

Elektronikus modul LVDT

igényel szinuszos váltakozó feszültséget (jellemzően 3 V és 3 kHz), a kialakulását, amely az egyik probléma az elektronikus modul Teljesítmény LVDT-érzékelők. Egy másik jellemzője a modul átalakítani az erősítést, és a differenciál váltakozó feszültség egy váltakozó kimeneti jelet, figyelembe véve a mozgás irányát (fáziseltolódás különbségi feszültség a feszültség a primer tekercsben). Ma a különböző elektronikus modulok - kristályból a nyomtatott áramköri lapok. Gyártani, mutatók üzemelésre LVDT-érzékelők, mint például a [2].