Czujniki LVDT: potężne narzędzie do wykrywania płaskości

W szybko rozwijającym się krajobrazie produkcji przemysłowej płaskość powierzchni produktu jest kluczowym wskaźnikiem jakości produktu. Wykrywanie płaskości jest szeroko stosowane w różnych branżach, takich jak produkcja samochodów, przemysł lotniczy i elektroniczny. Przykłady obejmują kontrolę płaskości baterii lub obudów telefonów komórkowych w przemyśle motoryzacyjnym oraz kontrolę płaskości paneli LCD w przemyśle półprzewodników.

Jednak tradycyjne metody wykrywania płaskości mają problemy takie jak niska wydajność i słaba dokładność. Natomiast czujniki LVDT (Linear Variable Differential Transformer) z ich zaletami wysokiej precyzji, wysokiej niezawodności i pomiaru bez tarcia (na przykład: czujniki LVDT wykorzystują sondę do kontaktu z powierzchnią obiektu, co powoduje przemieszczenie rdzenia w celu uzyskania pomiaru bez tarcia i wysokiej precyzji) są obecnie szeroko stosowane w nowoczesnym wykrywaniu płaskości obiektu.

Zasada działania:

LVDT to elektromagnetyczny czujnik indukcyjny, a jego zasada działania opiera się na prawie Faradaya dotyczącym indukcji elektromagnetycznej. LVDT składa się z cewki pierwotnej i dwóch cewek wtórnych, wszystkie nawinięte wokół ferromagnetycznego rdzenia. Gdy rdzeń znajduje się w położeniu środkowym, napięcia wyjściowe dwóch cewek wtórnych są równe co do wielkości 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 jest liniowo proporcjonalna do przemieszczenia rdzenia. Mierząc zmianę napięcia wyjściowego, można dokładnie zmierzyć przemieszczenie rdzenia.
 
Obudowa LVDT jest zazwyczaj wykonana z ochronnej osłony ze stali nierdzewnej, z warstwą ekranującą magnetyczną o wysokiej przenikalności magnetycznej i warstwą odporną na wilgoć owiniętą w środku. Pozwala to na jej stosowanie w trudnych warunkach, takich jak silne pola magnetyczne, wysokie prądy, wilgotność i kurz. Niektóre przemysłowe LVDT wykorzystują specjalne materiały (takie jak uszczelki ceramiczne lub obudowy Hastelloy) i mogą pracować w środowiskach o wysokiej temperaturze 250°C lub w środowiskach o wysokim ciśnieniu 1000 barów.

Główne cechy LVDT

Pomiar bez tarcia:Zwykle nie ma fizycznego kontaktu pomiędzy 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 stosować obciążeń ciernych.

Nieograniczona żywotność mechaniczna:Ponieważ zwykle nie ma kontaktu między rdzeniem LVDT a konstrukcją cewki, żadne części nie mogą o siebie ocierać ani się zużywać, co sprawia, że ​​LVDT ma 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:Lokalizacja wewnętrznego punktu zerowego LVDT jest niezwykle stabilna i powtarzalna nawet w bardzo szerokim zakresie temperatur roboczych. Dzięki temu czujniki LVDT doskonale sprawdzają się jako czujniki położenia zerowego w układach sterowania w pętli zamkniętej.

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

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

Wyjście bezwzględne:Wyjście LVDT to sygnał analogowy bezpośrednio związany z położeniem. Jeśli nastąpi przerwa w dostawie prądu, pomiar można wznowić bez ponownej kalibracji (zasilanie musi zostać ponownie włączone, aby uzyskać bieżącą wartość przemieszczenia po przerwie w dostawie prądu).

Typowe zastosowanie 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 wafli:W przemyśle półprzewodnikowym płaskość płytek ma znaczący wpływ na wydajność układu scalonego. LVDT można stosować do precyzyjnego pomiaru płaskości powierzchni płytek. (Uwaga: W przypadku wykrywania płaskości płytek LVDT musi być wyposażony w lekkie sondy i konstrukcję o niskiej sile styku, co czyni go odpowiednim do scenariuszy, w których uszkodzenie powierzchni jest niedopuszczalne.)

Zalecany czujnik LANBAO LVDT

LVDT

 

  • Powtarzalność na poziomie mikrometrów
  • Dostępne różne zakresy od 5 do 20 mm
  • Kompleksowe opcje wyjściowe obejmujące sygnał cyfrowy, analogowy i 485.
  • Ciśnienie głowicy pomiarowej wynoszące zaledwie 3N, umożliwiające wykrywanie obiektów na powierzchniach metalowo-szklanych bez śladu ścierania.
  • Duże wymiary zewnętrzne dostosowane do różnych zastosowań.
  • Przewodnik po wyborze
Typ Nazwa części Model Dzwonić Liniowość Powtarzalność Wyjście Stopień ochrony
Typ sondy łączonej Wzmacniacz LVA-ESJBI4D1M / / / Prąd 4-20mA, 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 0-5mm
Zintegrowany typ Zintegrowany czujnik sondy 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 0-5mm
LVR-SVM10DR01 0-10 mm

 


Czas publikacji: 11-02-2025