Sensors LVDT: una eina potent per a la detecció de planitud

En el panorama de la producció industrial, que avança ràpidament, la planitud de les superfícies dels productes és un indicador crucial de la qualitat del producte. La detecció de planitud s'utilitza àmpliament en diverses indústries, com ara la fabricació d'automòbils, l'aeroespacial i l'electrònica. Alguns exemples són la inspecció de planitud de bateries o carcasses de telèfons mòbils a la indústria de l'automòbil i la inspecció de planitud de panells LCD a la indústria dels semiconductors.

Tanmateix, els mètodes tradicionals de detecció de planitud pateixen problemes com ara la baixa eficiència i la poca precisió. En canvi, els sensors LVDT (transformador diferencial variable lineal), amb els seus avantatges d'alta precisió, alta fiabilitat i mesurament sense fricció (per exemple: els LVDT utilitzen una sonda per contactar amb la superfície de l'objecte, impulsant el desplaçament del nucli per aconseguir un mesurament sense fricció i d'alta precisió), ara s'utilitzen àmpliament en la detecció moderna de planitud d'objectes.

Principi de funcionament:

L'LVDT és un sensor inductiu electromagnètic, i el seu principi de funcionament es basa en la llei d'inducció electromagnètica de Faraday. Un LVDT consta d'una bobina primària i dues bobines secundàries, totes enrotllades al voltant d'un nucli ferromagnètic. Quan el nucli es troba en la posició central, els voltatges de sortida de les dues bobines secundàries són iguals en magnitud i oposats en fase, cancel·lant-se mútuament i donant lloc a un voltatge de sortida zero. Quan el nucli es mou axialment, els voltatges de sortida de les dues bobines secundàries canvien, i la diferència és linealment proporcional al desplaçament del nucli. Mesurant el canvi en el voltatge de sortida, es pot mesurar amb precisió el desplaçament del nucli.
 
La carcassa d'un LVDT sol estar feta d'una coberta protectora d'acer inoxidable, amb una capa de blindatge magnètic d'alta permeabilitat magnètica i una capa impermeable al mig. Això permet que s'utilitzi en entorns durs com ara camps magnètics forts, corrents elevats, humitat i pols. Alguns LVDT de grau industrial utilitzen materials especials (com ara segells ceràmics o carcasses d'Hastelloy) i poden funcionar en entorns d'alta temperatura de 250 °C o entorns d'alta pressió de 1000 bar.

Característiques principals de l'LVDT

Mesura sense fricció:Normalment no hi ha contacte físic entre el nucli mòbil i l'estructura de la bobina, cosa que significa que l'LVDT és un dispositiu sense fricció. Això permet el seu ús en mesures crítiques que no poden tolerar la càrrega de fricció.

Vida mecànica il·limitadaCom que normalment no hi ha contacte entre el nucli i l'estructura de la bobina de l'LVDT, cap peça es pot fregar o desgastar, cosa que dóna als LVDT una vida útil mecànica essencialment il·limitada. Això és especialment important en aplicacions d'alta fiabilitat.

Resolució infinitaEls LVDT poden mesurar canvis infinitament petits en la posició del nucli perquè funcionen amb principis d'acoblament electromagnètic en una estructura sense fricció. L'única limitació de la resolució és el soroll del condicionador de senyal i la resolució de la pantalla de sortida.

Repetibilitat del punt nul:La ubicació del punt nul intrínsec d'un LVDT és extremadament estable i repetible, fins i tot dins del seu ampli rang de temperatura de funcionament. Això fa que els LVDT funcionin bé com a sensors de posició nul·la en sistemes de control de bucle tancat.

Rebuig transversal:Els LVDT són molt sensibles al moviment axial del nucli i relativament insensibles al moviment radial. Això permet utilitzar els LVDT per mesurar nuclis que no es mouen en una línia recta precisa.

Resposta dinàmica ràpida:L'absència de fricció durant el funcionament normal permet que un LVDT respongui molt ràpidament als canvis de posició del nucli. La resposta dinàmica d'un sensor LVDT en si mateix només està limitada pels efectes inercials de la lleugera massa del nucli.

Sortida absoluta:La sortida LVDT és un senyal analògic directament relacionat amb la posició. Si es produeix una fallada de corrent, la mesura es pot reprendre sense recalibratge (cal tornar a encendre l'alimentació per obtenir el valor de desplaçament actual després d'una fallada de corrent).

Aplicació comuna de LVDT [detecció de planitud]:

  • Detecció de planitud de la superfície de la peçaEn posar en contacte la superfície d'una peça amb una sonda LVDT, es poden mesurar les variacions d'alçada de la superfície, avaluant així la seva planitud.
  • Detecció de planitud de xapa metàl·licaDurant la producció de xapa metàl·lica, un disseny LVDT en matriu, combinat amb un mecanisme d'escaneig automatitzat, pot aconseguir un mapatge de planitud de la superfície completa de xapes de grans dimensions.
  • Detecció de planitud de les oblies:En la indústria dels semiconductors, la planitud de les oblies té un impacte significatiu en el rendiment dels xips. Els LVDT es poden utilitzar per mesurar amb precisió la planitud de les superfícies de les oblies. (Nota: En la detecció de planitud de les oblies, l'LVDT ha d'estar equipat amb sondes lleugeres i un disseny de baixa força de contacte, cosa que el fa adequat per a escenaris on no es permet danyar la superfície.)

Sensor LANBAO LVDT recomanat

LVDT

 

  • Repetibilitat a nivell micromètric
  • Diversos rangs disponibles de 5 a 20 mm
  • Opcions de sortida completes, incloent-hi senyal digital, analògic i 485.
  • Pressió del capçal sensor baixa com 3N, capaç de detecció no abrasiva en ambdues superfícies de vidre metàl·lic.
  • Dimensions exteriors riques per adaptar-se a diversos espais d'aplicació.
  • Guia de selecció
Tipus Nom de la peça Model Rang Linealitat Repetibilitat Sortida Grau de protecció
Tipus de sonda combinada Amplificador LVA-ESJBI4D1M / / / Corrent de 4-20 mA, sortida digital de tres vies IP40
Sonda sensora LVR-VM15R01 0-15 mm ±0,2% FS
(25℃)
8 μm (25 ℃) / IP65
LVR-VM10R01 0-10 mm
LVR-VM5R01 0-5 mm
Tipus integrat Sensor integrat PBE LVR-VM20R01 0-20 mm ±0,25% FS
(25℃)
8 μm (25 ℃) RS485
LVR-VM15R01 0-15 mm
LVR-VM10R01 0-10 mm
LVR-VM5R01 0-5 mm
LVR-SVM10DR01 0-10 mm

 


Data de publicació: 11 de febrer de 2025