Sensores LVDT: una potente herramienta para la detección de planitud

En el cambiante panorama de la producción industrial, la planitud de las superficies de los productos es un indicador crucial de su calidad. La detección de planitud se utiliza ampliamente en diversas industrias, como la automotriz, la aeroespacial y la electrónica. Algunos ejemplos incluyen la inspección de planitud de baterías o carcasas de teléfonos móviles en la industria automotriz, y la inspección de planitud de paneles LCD en la industria de semiconductores.

Sin embargo, los métodos tradicionales de detección de planitud presentan problemas como baja eficiencia y precisión. Por el contrario, los sensores LVDT (Transformador Diferencial Variable Lineal), con sus ventajas de alta precisión, alta confiabilidad y medición sin fricción (por ejemplo, los LVDT utilizan una sonda para contactar la superficie del objeto, impulsando el desplazamiento del núcleo para lograr una medición sin fricción y de alta precisión), se utilizan ampliamente en la detección moderna de planitud de objetos.

Principio de funcionamiento:

El LVDT es un sensor inductivo electromagnético cuyo principio de funcionamiento se basa en la ley de inducción electromagnética de Faraday. Un LVDT consta de una bobina primaria y dos secundarias, todas enrolladas alrededor de un núcleo ferromagnético. Cuando el núcleo está en posición central, las tensiones de salida de las dos secundarias son iguales en magnitud y opuestas en fase, anulándose mutuamente y resultando en una tensión de salida cero. Cuando el núcleo se mueve axialmente, las tensiones de salida de las dos secundarias varían, y la diferencia es linealmente proporcional al desplazamiento del núcleo. Midiendo la variación de la tensión de salida, se puede medir con precisión el desplazamiento del núcleo.
 
La carcasa del LVDT suele estar compuesta por una cubierta protectora de acero inoxidable, con una capa de blindaje magnético de alta permeabilidad magnética y una capa resistente a la humedad envuelta en el centro. Esto permite su uso en entornos hostiles, como campos magnéticos intensos, corrientes elevadas, humedad y polvo. Algunos LVDT de grado industrial utilizan materiales especiales (como sellos cerámicos o carcasas de Hastelloy) y pueden funcionar en entornos de alta temperatura de 250 °C o alta presión de 1000 bar.

Características principales del LVDT

Medición sin fricción:Normalmente no hay contacto físico entre el núcleo móvil y la estructura de la bobina, lo que significa que el LVDT es un dispositivo sin fricción. Esto permite su uso en mediciones críticas que no pueden tolerar la carga de fricción.

Vida mecánica ilimitada:Debido a que normalmente no hay contacto entre el núcleo del LVDT y la estructura de la bobina, ninguna pieza puede rozarse ni desgastarse, lo que brinda a los LVDT una vida mecánica esencialmente ilimitada. Esto es especialmente importante en aplicaciones de alta confiabilidad.

Resolución infinitaLos LVDT pueden medir cambios infinitesimalmente pequeños en la posición del núcleo porque funcionan según principios de acoplamiento electromagnético en una estructura sin fricción. La única limitación en la resolución es el ruido en el acondicionador de señal y la resolución de la pantalla de salida.

Repetibilidad del punto nulo:La ubicación del punto nulo intrínseco de un LVDT es extremadamente estable y repetible, incluso en su amplio rango de temperatura de funcionamiento. Esto hace que los LVDT funcionen bien como sensores de posición nula en sistemas de control de circuito cerrado.

Rechazo de eje transversal:Los LVDT son muy sensibles al movimiento axial del núcleo y relativamente insensibles al movimiento radial. Esto permite utilizar los LVDT para medir núcleos que no se mueven en una línea recta precisa.

Respuesta dinámica rápida:La ausencia de fricción durante el funcionamiento normal permite que un LVDT responda muy rápidamente a los cambios en la posición del núcleo. La respuesta dinámica de un sensor LVDT en sí está limitada únicamente por los efectos inerciales de la ligera masa del núcleo.

Salida absoluta:La salida del LVDT es una señal analógica directamente relacionada con la posición. Si se produce un corte de energía, la medición puede reanudarse sin necesidad de recalibración (es necesario restablecer la alimentación para obtener el valor de desplazamiento actual tras un corte de energía).

Aplicación común de LVDT [Detección de planitud]:

  • Detección de planitud de la superficie de la pieza de trabajo:Al contactar la superficie de una pieza de trabajo con una sonda LVDT, se pueden medir las variaciones de altura en la superficie, evaluando así su planitud.
  • Detección de planitud de chapa metálica:Durante la producción de chapa metálica, un diseño LVDT en matriz, combinado con un mecanismo de escaneo automatizado, puede lograr un mapeo de la planitud de toda la superficie de chapas de gran tamaño.
  • Detección de planitud de obleas:En la industria de semiconductores, la planitud de las obleas tiene un impacto significativo en el rendimiento del chip. Los LVDT permiten medir con precisión la planitud de las superficies de las obleas. (Nota: Para la detección de planitud de obleas, el LVDT debe estar equipado con sondas ligeras y un diseño de baja fuerza de contacto, lo que lo hace adecuado para situaciones donde no se permite dañar la superficie).

Sensor LVDT de LANBAO recomendado

LVDT

 

  • Repetibilidad a nivel micrométrico
  • Múltiples rangos disponibles desde 5-20 mm
  • Opciones de salida integrales, incluyendo señal digital, analógica y 485.
  • Cabezal de detección de presión tan bajo como 3 N, capaz de detección no abrasiva en superficies de vidrio y metal.
  • Amplias dimensiones exteriores para satisfacer diversos espacios de aplicación.
  • Guía de selección
Tipo Nombre de la pieza Modelo Sonó Linealidad Repetibilidad Producción Grado de protección
Tipo de sonda combinada Amplificador LVA-ESJBI4D1M / / / Corriente de 4-20 mA, tres vías de salida digital IP40
Sonda de detección LVR-VM15R01 0-15 mm ±0,2 %FS
(25℃)
8 μm (25 ℃) / IP65
LVR-VM10R01 0-10 mm
LVR-VM5R01 0-5 mm
Tipo integrado Sensor de detección integrado 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

 


Hora de publicación: 11 de febrero de 2025