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Sensores de posição LVDT
Transdutores de deslocamento indutivos com sonda, retorno por mola, juntas esféricas ou núcleo solto
Guia de sensores de posição LVDT
Índice
Perguntas básicas sobre sensores lineares? Aqui encontra as respostas
Princípio de medição linear indutivo
A aquisição do valor medido é sem contacto. A nossa gama inclui apenas transdutores de deslocamento LVDT. Para completar, distinguimos entre dois tipos de sensores de deslocamento indutivos:
Circuito de meia ponte
(princípio do acelerador diferencial)
Circuito LVDT
(Transformador Diferencial Variável Linear)
Um transdutor LVDT consiste num corpo oco protegido contra a corrosão e magneticamente blindado, uma bobina primária (enrolamento primário), duas bobinas secundárias (enrolamentos secundários) dispostas em série e uma haste com um núcleo de ferro macio (liga de ferro-níquel de alta permeabilidade) na extremidade. A haste de impulso pode ser movida axialmente no corpo oco sobre as bobinas sem contacto e utiliza o princípio de medição indutiva como Transformador Diferencial Variável Linear: LVDT
O enrolamento primário é alimentado com uma tensão alternada (também conhecida como tensão de excitação ou tensão primária), geralmente com uma frequência constante na gama de 1...10kHz. Esta tensão CA é induzida nas bobinas secundárias nos dois enrolamentos secundários, dependendo da posição do núcleo de ferro macio, com as bobinas secundárias ligadas em série em antifase.
O LVDT tem a vantagem, em relação ao circuito de meia ponte, de as bobinas do LVDT serem enroladas de tal forma que as alterações mecânicas do comprimento das bobinas, causadas por alterações de temperatura, são largamente compensadas.
Se o núcleo de ferro macio estiver posicionado exatamente no centro entre as bobinas secundárias, a tensão de saída é de 0 V porque os campos magnéticos nas bobinas secundárias se neutralizam mutuamente. Se o núcleo de ferro macio for deslocado axialmente, as tensões induzidas mudam consoante a direção: a tensão numa bobina secundária aumenta continuamente, enquanto diminui na outra bobina secundária.
Estado 1: Deslocar o núcleo de ferro macio para a direita, de modo a que o acoplamento seja desigual e a tensão aumente. (1)
Estado 2: Quando o núcleo de ferro macio está no centro das duas bobinas secundárias, a tensão de saída é 0 V (2) porque os campos magnéticos nas duas bobinas secundárias se anulam mutuamente.
Estado 3: Deslocar o núcleo de ferro macio para a esquerda para que o acoplamento seja desigual e a tensão aumente. (3)
O sinal de saída resulta, de acordo com o circuito, da diferença entre estas duas tensões. Isto significa que o sinal de saída desce / sobe para a posição intermédia quando o núcleo se move, dependendo da direção, e sobe / desce novamente com uma mudança de fase de 180° quando o núcleo continua a mover-se.
Vantagens dos sensores LVDT
- Pequenos percursos de medição muito bem realizáveis
- Sem desgaste e sem manutenção
- Princípio de medição absoluto - sem desvio
- Muito adequado para movimentos oscilantes
- Adequado para temperaturas muito elevadas
- Muito insensível a mudanças de temperatura graças à tecnologia LVDT
- Versões estanques à pressão para alta pressão atmosférica
- Adequado para altas velocidades de ajuste
- Resistente a EMC com seleção de material adequada
Sinal, amplificador, protocolo
Um LVDT é um transformador diferencial que é alimentado com uma tensão alternada (AC) e também gera uma tensão alternada (AC) como sinal de saída.
Para fornecer um sinal de saída versátil, os transdutores de deslocamento indutivo estão disponíveis com eletrónica de processamento adequada, como o IMA2LVDT, ou com eletrónica de amplificação integrada. Esta última é constituída por um oscilador para gerar a tensão de excitação, um desmodulador e um construtor diferencial, e um amplificador de saída com filtro. Estão disponíveis diferentes gamas de tensão de saída, permitindo que os transdutores sejam facilmente adaptados a uma vasta gama de equipamentos de medição e controlo.
A relação das tensões é avaliada diferencialmente pela eletrónica e normalmente convertida num sinal de saída padronizado (0...10 V, 4...20 mA, etc.). Dentro da gama de medição especificada, os sensores LVDT têm uma linearidade muito boa.
Tensão de alimentação - Tensão de saída: Para sistemas indutivos com um módulo amplificador externo, é necessária uma tensão de entrada de 10 VRMS entre 500 Hz - 5 kHz. Os tipos DC-DC são normalmente especificados para ±15 Volt ou 24 VDC.
No entanto, se, como no caso de um transdutor potenciométrico, estiver disponível uma fonte de tensão CC e uma eletrónica de processamento para sinais de medição de tensão CC, um transdutor indutivo pode ser equipado com uma eletrónica CC que gere a tensão CA internamente no transdutor (oscilador) e converta o sinal de medição de volta para uma tensão CC (desmodulador), como se mostra esquematicamente no diagrama 2. Desta forma, o transdutor DG é simplesmente alimentado com ±15V ou 24V DC e fornece 0...5 V / ±5 V / 0...10 V / ±10 V / 0...20 mA / 4...20 mA como valor de saída de medição.
O certificado de medição com todos os dados necessários sobre linearidade, tolerância, sensibilidade, etc. está incluído.
Os sensores lineares indutivos são sistemas de medição robustos e absolutos com uma resolução de até 20 µm. São adequados para aplicações com cursos pequenos e especialmente onde é necessário detetar movimentos oscilantes com elevada dinâmica ou acelerações elevadas. As aplicações que requerem versões estanques à pressão até 30 bar também podem ser realizadas.
Os nossos sensores lineares LVDT detectam deslocamentos mecânicos de 1,3 mm a 940 mm. Além disso, a vida útil do sensor é ilimitada porque os valores medidos são registados sem contacto. Para uma variedade de aplicações, estão disponíveis variantes como sondas com retorno por mola, com núcleo solto ou juntas esféricas para compensar o desalinhamento lateral.
Apesar da vasta gama de variantes disponíveis, algumas aplicações exigentes requerem uma adaptação personalizada do sensor. A MEGATRON é o seu parceiro para este processo de adaptação. Para a realização de tarefas de medição especiais, a nossa experiência de muitos anos e o nosso vasto know-how de aplicação estão à sua disposição para um design-in optimizado, mesmo para quantidades relativamente pequenas.