Transformador diferencial variable lineal (LVDT)

<p>Definición: El transformador inductivo variable lineal convierte los desplazamiento lineal en una señal eléctrica. funciona en el principio de inducción mutua, es decir, el flujo del devanado primario se induce al devanado secundario. los producción del transformador se obtiene debido a la diferencia de El voltajes secundariosy por lo tanto se llama un transformador diferencial.

Construcción de LVDT

La construcción básica del LVDT se muestra a continuación en la figura. La P es el devanado primario del LVDT y S1 y S2 son el devanado secundario del transformador. El devanado secundario está enrollado en el formador cilíndrico. El devanado secundario tiene el mismo número de vueltas y está colocado de manera idéntica en ambos lados del devanado primario.La fuente de corriente alterna se aplica al devanado primario. El núcleo de hierro dulce se coloca dentro del núcleo de hierro. El desplazamiento que se va a medir se adjunta al brazo del núcleo de hierro. El metal de alta permeabilidad se utiliza para el núcleo, por lo que los armónicos son menores y se obtiene fácilmente un voltaje nulo. El desplazamiento medido longitudinalmente, lo que reduce las pérdidas por corrientes de Foucault.

Todo el arreglo se coloca dentro de la carcasa de acero inoxidable y sus extremos proporcionan el blindaje electrostático y electromagnético. La frecuencia de la corriente alterna aplicada al devanado primario se encuentra entre 50 y 20 kHz.

El LVDT funciona según el principio de inducción mutua. La corriente se aplica al devanado primario que produce el campo magnético, y este campo induce la corriente en los devanados secundarios.

La tensión de salida del devanado secundario S1 es ES1 y la del S2 es ES2. La señal de voltaje secundario se convierte en una señal eléctrica al conectar el devanado secundario en oposición en serie, como se muestra en la siguiente figura.

El voltaje de salida del transductor se determina restando el voltaje de los devanados secundarios.

E0 = ES1 – ES2

El voltaje de salida del devanado secundario es igual cuando el núcleo está en la posición normal.Cuando el núcleo blando se movió hacia la izquierda, el flujo vinculado en S1 es mayor en comparación con S2. El voltaje de salida del devanado S1 es mayor que el S2 pero está en fase con el voltaje primario.

De manera similar, cuando el núcleo de hierro dulce se mueve hacia la derecha, la magnitud del enlace de flujo S2 es mayor que S1. La tensión de salida está desfasada -180ºC con el devanado primario.

El cambio en el voltaje de salida es directamente proporcional al desplazamiento del núcleo. Cualquier desplazamiento aumentará el flujo de uno de los devanados secundarios y, por otro lado, reducirá el otro.

La curva entre el voltaje de salida y el desplazamiento se muestra en la figura anterior. La curva es lineal para pequeños desplazamientos y más allá de este rango, comienza a desviarse de la línea recta.

Ventajas de LVDT

Las siguientes son las ventajas del LVDT.

1. Alto rango – El LVDT tiene un rango muy amplio para la medición de desplazamiento. Su rango de desplazamiento es de 1,25 mm a 250 mm.
2. Alta entrada y alta sensibilidad – El LVDT da un alto rendimiento y además no hay necesidad de amplificación. La sensibilidad del transductor también es muy alta.
3. Escabroso – Puede tolerar el alto grado de choque y variación, especialmente cuando el núcleo se carga con la ayuda de un resorte.
4. histéresis baja – El LVDT tiene una histéresis baja por lo que su repetibilidad es excelente.
5. Bajo consumo de energía – El LVDT consume menos de 1W de potencia.

Desventajas de LVDT

Las desventajas del LVDT se muestran a continuación en detalle.

1. Se requiere un gran desplazamiento para obtener la salida diferencial considerable.
2. El transformador LVDT es muy sensible al campo magnético perdido.
3. El rendimiento del transductor se ve afectado por las vibraciones.
4. La respuesta dinámica está controlada mecánicamente por la masa del núcleo y eléctricamente por la frecuencia de la corriente.
5. El rendimiento del LVDT se ve afectado por la temperatura.

Usos de los LVDT

Las siguientes son las principales aplicaciones de los LVDT.

1. Se utiliza para medir el desplazamiento que tiene un rango de unos pocos mm a cm. El LVDT convierte directamente el desplazamiento en una señal eléctrica.
2. También se utiliza como transductor secundario. El LVDT se utiliza como dispositivo para medir la fuerza, el peso y la presión. Algunos de los LVDT utilizados para medir la carga y la presión.

Los LVDT se utilizan principalmente en servomecanismos y otras aplicaciones industriales.

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