Sensori LVDT: uno strumento potente per il rilevamento della planarità

Nel panorama in rapida evoluzione della produzione industriale, la planarità delle superfici dei prodotti è un indicatore cruciale della qualità del prodotto stesso. Il rilevamento della planarità è ampiamente utilizzato in diversi settori, come l'industria automobilistica, aerospaziale ed elettronica. Alcuni esempi includono l'ispezione della planarità di batterie o alloggiamenti di telefoni cellulari nell'industria automobilistica e l'ispezione della planarità di pannelli LCD nell'industria dei semiconduttori.

Tuttavia, i metodi tradizionali di rilevamento della planarità presentano problemi quali bassa efficienza e scarsa accuratezza. Al contrario, i sensori LVDT (Linear Variable Differential Transformer), con i loro vantaggi di elevata precisione, elevata affidabilità e misurazione senza attrito (ad esempio: gli LVDT utilizzano una sonda per entrare in contatto con la superficie dell'oggetto, determinando lo spostamento del nucleo per ottenere una misurazione senza attrito e ad alta precisione), sono ora ampiamente utilizzati nel moderno rilevamento della planarità degli oggetti.

Principio di funzionamento:

L'LVDT è un sensore elettromagnetico induttivo e il suo principio di funzionamento si basa sulla legge di Faraday sull'induzione elettromagnetica. Un LVDT è costituito da una bobina primaria e due bobine secondarie, tutte avvolte attorno a un nucleo ferromagnetico. Quando il nucleo è in posizione centrale, le tensioni di uscita delle due bobine secondarie sono uguali in ampiezza e in fase opposta, annullandosi a vicenda e determinando una tensione di uscita nulla. Quando il nucleo si muove assialmente, le tensioni di uscita delle due bobine secondarie variano e la differenza è linearmente proporzionale allo spostamento del nucleo. Misurando la variazione della tensione di uscita, è possibile misurare con precisione lo spostamento del nucleo.
 
L'alloggiamento dell'LVDT è in genere costituito da una copertura protettiva in acciaio inossidabile, con uno strato di schermatura magnetica ad alta permeabilità magnetica e uno strato a prova di umidità avvolto al centro. Ciò ne consente l'utilizzo in ambienti difficili come forti campi magnetici, correnti elevate, umidità e polvere. Alcuni LVDT di livello industriale utilizzano materiali speciali (come guarnizioni in ceramica o alloggiamenti in Hastelloy) e possono funzionare in ambienti ad alta temperatura (250 °C) o ad alta pressione (1000 bar).

Caratteristiche principali dell'LVDT

Misurazione senza attrito:Normalmente non c'è contatto fisico tra il nucleo mobile e la struttura della bobina, il che significa che l'LVDT è un dispositivo senza attrito. Ciò consente il suo utilizzo in misurazioni critiche che non possono tollerare carichi di attrito.

Vita meccanica illimitata:Poiché normalmente non c'è contatto tra il nucleo dell'LVDT e la struttura della bobina, nessuna parte può sfregare tra loro o usurarsi, conferendo agli LVDT una durata meccanica praticamente illimitata. Ciò è particolarmente importante nelle applicazioni ad alta affidabilità.

Risoluzione infinita:Gli LVDT possono misurare variazioni infinitesimamente piccole nella posizione del nucleo perché funzionano secondo principi di accoppiamento elettromagnetico in una struttura priva di attrito. L'unica limitazione alla risoluzione è il rumore nel condizionatore del segnale e la risoluzione del display di uscita.

Ripetibilità del punto nullo:La posizione del punto nullo intrinseco di un LVDT è estremamente stabile e ripetibile, anche nell'ampio intervallo di temperature operative. Ciò fa sì che gli LVDT si comportino bene come sensori di posizione nulla nei sistemi di controllo a circuito chiuso.

Rifiuto trasversale:Gli LVDT sono molto sensibili al movimento assiale del nucleo e relativamente insensibili al movimento radiale. Ciò consente di utilizzare gli LVDT per misurare nuclei che non si muovono in una linea retta precisa.

Risposta dinamica rapida:L'assenza di attrito durante il normale funzionamento consente a un LVDT di rispondere molto rapidamente ai cambiamenti nella posizione del nucleo. La risposta dinamica di un sensore LVDT è limitata solo dagli effetti inerziali della piccola massa del nucleo.

Uscita assoluta:L'uscita LVDT è un segnale analogico direttamente correlato alla posizione. In caso di interruzione di corrente, la misurazione può essere ripresa senza ricalibrazione (è necessario riaccendere l'alimentazione per ottenere il valore di spostamento attuale dopo un'interruzione di corrente).

Applicazione comune LVDT [Rilevamento della planarità]:

  • Rilevamento della planarità della superficie del pezzo: Mettendo a contatto la superficie di un pezzo con una sonda LVDT, è possibile misurare le variazioni di altezza sulla superficie, valutandone così la planarità.
  • Rilevamento della planarità della lamieraDurante la produzione di lamiere, una disposizione LVDT in serie, combinata con un meccanismo di scansione automatizzato, può ottenere una mappatura della planarità dell'intera superficie di lamiere di grandi dimensioni.
  • Rilevamento della planarità del wafer:Nell'industria dei semiconduttori, la planarità dei wafer ha un impatto significativo sulle prestazioni dei chip. Gli LVDT possono essere utilizzati per misurare con precisione la planarità delle superfici dei wafer. (Nota: per il rilevamento della planarità dei wafer, l'LVDT deve essere dotato di sonde leggere e di un design a bassa forza di contatto, rendendolo adatto a scenari in cui non è consentito danneggiare la superficie.)

Sensore LVDT LANBAO consigliato

LVDT

 

  • Ripetibilità a livello micrometrico
  • Disponibili più gamme da 5 a 20 mm
  • Opzioni di uscita complete, tra cui segnale digitale, analogico e 485.
  • Pressione della testina di rilevamento bassa fino a 3N, in grado di rilevare superfici non abrasive sia su metallo che su vetro.
  • Ampie dimensioni esterne per soddisfare diversi spazi applicativi.
  • Guida alla selezione
Tipo Nome della parte Modello Suonò Linearità Ripetibilità Produzione Grado di protezione
Tipo di sonda combinata Amplificatore LVA-ESJBI4D1M / / / Corrente 4-20 mA, uscita digitale a tre vie IP40
Sonda di rilevamento LVR-VM15R01 0-15 mm ±0,2%FS
(25℃)
8μm (25℃) / IP65
LVR-VM10R01 0-10 mm
LVR-VM5R01 0-5 mm
Tipo integrato Sonda di rilevamento integrata LVR-VM20R01 0-20 mm ±0,25%FS
(25℃)
8μm (25℃) RS485
LVR-VM15R01 0-15 mm
LVR-VM10R01 0-10 mm
LVR-VM5R01 0-5 mm
LVR-SVM10DR01 0-10 mm

 


Data di pubblicazione: 11 febbraio 2025