Czujniki LVDT: potężne narzędzie do wykrywania płaskości

W dynamicznie rozwijającym się krajobrazie produkcji przemysłowej, płaskość powierzchni produktu jest kluczowym wskaźnikiem jego jakości. Wykrywanie płaskości jest szeroko stosowane w różnych branżach, takich jak przemysł motoryzacyjny, lotniczy i elektroniczny. Przykładami są kontrola płaskości baterii lub obudów telefonów komórkowych w przemyśle motoryzacyjnym oraz kontrola płaskości paneli LCD w przemyśle półprzewodników.

Tradycyjne metody wykrywania płaskości charakteryzują się jednak niską wydajnością i niską dokładnością. Z kolei czujniki LVDT (liniowo zmienny transformator różnicowy), z ich zaletami w postaci wysokiej precyzji, wysokiej niezawodności i pomiaru bez tarcia (na przykład: czujniki LVDT wykorzystują sondę stykającą się z powierzchnią obiektu, powodując przemieszczenie rdzenia w celu uzyskania pomiaru bez tarcia i o wysokiej precyzji), są obecnie szeroko stosowane w nowoczesnej detekcji płaskości obiektów.

Zasada działania:

LVDT to czujnik indukcyjny elektromagnetyczny, a jego zasada działania opiera się na prawie indukcji elektromagnetycznej Faradaya. LVDT składa się z cewki pierwotnej i dwóch cewek wtórnych, nawiniętych wokół rdzenia ferromagnetycznego. Gdy rdzeń znajduje się w położeniu środkowym, napięcia wyjściowe dwóch cewek wtórnych są równe co do wartości i przeciwne w fazie, znosząc się wzajemnie i dając zerowe napięcie wyjściowe. Gdy rdzeń porusza się osiowo, napięcia wyjściowe dwóch cewek wtórnych zmieniają się, a różnica ta jest liniowo proporcjonalna do przemieszczenia rdzenia. Mierząc zmianę napięcia wyjściowego, można dokładnie zmierzyć przemieszczenie rdzenia.
 
Obudowa LVDT jest zazwyczaj wykonana z osłony ochronnej ze stali nierdzewnej, z warstwą ekranującą o wysokiej przenikalności magnetycznej i warstwą odporną na wilgoć pośrodku. Pozwala to na jej stosowanie w trudnych warunkach, takich jak silne pola magnetyczne, wysokie natężenie prądu, wilgotność i kurz. Niektóre przemysłowe LVDT wykorzystują specjalne materiały (takie jak uszczelki ceramiczne lub obudowy z Hastelloyu) i mogą pracować w wysokich temperaturach do 250°C lub przy wysokim ciśnieniu do 1000 barów.

Główne cechy LVDT

Pomiar bez tarcia:Zwykle nie ma fizycznego kontaktu między ruchomym rdzeniem a strukturą cewki, co oznacza, że ​​LVDT jest urządzeniem bez tarcia. Dzięki temu można go stosować w pomiarach krytycznych, w których nie można tolerować obciążeń tarciowych.

Nieograniczona żywotność mechanicznaPonieważ zwykle nie ma kontaktu między rdzeniem LVDT a konstrukcją cewki, żadne części nie mogą ocierać się o siebie ani się zużywać, co sprawia, że ​​LVDT mają praktycznie nieograniczoną żywotność mechaniczną. Jest to szczególnie ważne w zastosowaniach o wysokiej niezawodności.

Nieskończona rozdzielczość:Przetworniki LVDT mogą mierzyć nieskończenie małe zmiany położenia rdzenia, ponieważ działają w oparciu o zasady sprzężenia elektromagnetycznego w strukturze bez tarcia. Jedynym ograniczeniem rozdzielczości jest szum w przetworniku sygnału i rozdzielczość wyświetlacza wyjściowego.

Powtarzalność punktu zerowego:Położenie wewnętrznego punktu zerowego przetwornika LVDT jest niezwykle stabilne i powtarzalne nawet w bardzo szerokim zakresie temperatur roboczych. Dzięki temu przetworniki LVDT doskonale sprawdzają się jako czujniki położenia zerowego w układach sterowania w pętli zamkniętej.

Odrzucenie poprzeczne:Czujniki LVDT są bardzo czułe na ruch osiowy rdzenia i stosunkowo nieczułe na ruch promieniowy. Dzięki temu czujniki LVDT mogą być używane do pomiaru rdzeni, które nie poruszają się precyzyjnie w linii prostej.

Szybka reakcja dynamiczna:Brak tarcia podczas normalnej pracy pozwala czujnikowi LVDT na bardzo szybką reakcję na zmiany położenia rdzenia. Odpowiedź dynamiczna samego czujnika LVDT jest ograniczona jedynie przez efekty bezwładnościowe niewielkiej masy rdzenia.

Wynik absolutny:Wyjście LVDT to sygnał analogowy bezpośrednio związany z położeniem. W przypadku zaniku zasilania pomiar można wznowić bez ponownej kalibracji (aby uzyskać aktualną wartość przemieszczenia po zaniku zasilania, należy ponownie włączyć zasilanie).

Typowe zastosowania LVDT [Wykrywanie płaskości]:

  • Wykrywanie płaskości powierzchni przedmiotu obrabianego:Poprzez zetknięcie sondy LVDT z powierzchnią przedmiotu obrabianego można zmierzyć zmiany wysokości na powierzchni, a tym samym ocenić jej płaskość.
  • Wykrywanie płaskości blachy:Podczas produkcji blachy układ LVDT w połączeniu z automatycznym mechanizmem skanowania umożliwia odwzorowanie płaskości całej powierzchni arkuszy o dużych rozmiarach.
  • Wykrywanie płaskości płytki:W przemyśle półprzewodnikowym płaskość płytek ma znaczący wpływ na wydajność układu scalonego. Czujniki LVDT (LVDT) mogą być używane do precyzyjnego pomiaru płaskości powierzchni płytek. (Uwaga: Do pomiaru płaskości płytek, czujnik LVDT musi być wyposażony w lekkie sondy i konstrukcję o niskiej sile nacisku, co czyni go odpowiednim w sytuacjach, w których uszkodzenie powierzchni jest niedopuszczalne).

Zalecany czujnik LANBAO LVDT

LVDT

 

  • Powtarzalność na poziomie mikrometrów
  • Dostępne różne zakresy od 5 do 20 mm
  • Szeroki wybór opcji wyjściowych, obejmujący sygnał cyfrowy, analogowy i 485.
  • Ciśnienie głowicy pomiarowej wynoszące zaledwie 3N, umożliwiające wykrywanie obiektów na powierzchniach metalowo-szklanych bez powodowania ścierania.
  • Bogate wymiary zewnętrzne dostosowane do różnych zastosowań.
  • Przewodnik po wyborze
Typ Nazwa części Model Zadzwonił Liniowość Powtarzalność Wyjście Stopień ochrony
Typ sondy kombinowanej Wzmacniacz LVA-ESJBI4D1M / / / Prąd 4-20 mA, trzy wyjścia cyfrowe IP40
Sonda pomiarowa LVR-VM15R01 0-15 mm ±0,2% pełnej skali
(25℃)
8μm (25℃) / IP65
LVR-VM10R01 0-10 mm
LVR-VM5R01 0-5 mm
Typ zintegrowany Zintegrowany czujnik LVR-VM20R01 0-20 mm ±0,25% pełnej skali
(25℃)
8μm (25℃) RS485
LVR-VM15R01 0-15 mm
LVR-VM10R01 0-10 mm
LVR-VM5R01 0-5 mm
LVR-SVM10DR01 0-10 mm

 


Czas publikacji: 11-02-2025