LVDT-sensorer: ett kraftfullt verktyg för planhetsdetektering

I den snabbt framväxande industriproduktionen är produktytornas planhet en avgörande indikator på produktkvalitet. Planhetsdetektering används ofta inom olika branscher, såsom fordonstillverkning, flyg- och rymdindustrin och elektronik. Exempel inkluderar planhetsinspektion av batterier eller mobiltelefonhöljen inom bilindustrin och planhetsinspektion av LCD-paneler inom halvledarindustrin.

Traditionella metoder för planhetsdetektering lider dock av problem som låg effektivitet och dålig noggrannhet. Däremot används LVDT-sensorer (Linear Variable Differential Transformer), med sina fördelar med hög precision, hög tillförlitlighet och friktionsfri mätning (till exempel: LVDT:er använder en sond för att kontakta objektytan, vilket driver kärnans förskjutning för att uppnå friktionsfri och högprecisionsmätning), nu i stor utsträckning inom modern objektplanhetsdetektering.

Funktionsprincip:

LVDT är en elektromagnetisk induktiv sensor, och dess funktionsprincip är baserad på Faradays lag för elektromagnetisk induktion. En LVDT består av en primärspole och två sekundärspolar, alla lindade runt en ferromagnetisk kärna. När kärnan är i mittläget är utspänningarna från de två sekundärspolarna lika stora och motsatta i fas, vilket tar ut varandra och resulterar i en utspänning på noll. När kärnan rör sig axiellt ändras utspänningarna från de två sekundärspolarna, och skillnaden är linjärt proportionell mot kärnans förskjutning. Genom att mäta förändringen i utspänningen kan kärnans förskjutning mätas noggrant.
 
LVDT-höljet är vanligtvis tillverkat av ett skyddande lock i rostfritt stål, med ett magnetiskt skärmande lager med hög magnetisk permeabilitet och ett fukttätt lager insvept i mitten. Detta gör att det kan användas i tuffa miljöer som starka magnetfält, höga strömmar, fuktighet och damm. Vissa LVDT:er av industriell kvalitet använder specialmaterial (som keramiska tätningar eller Hastelloy-höljen) och kan fungera i högtemperaturmiljöer på 250 °C eller högtrycksmiljöer på 1000 bar.

Huvudfunktioner hos LVDT

Friktionsfri mätning:Det finns normalt ingen fysisk kontakt mellan den rörliga kärnan och spolstrukturen, vilket innebär att LVDT är en friktionsfri enhet. Detta möjliggör användning i kritiska mätningar som inte tål friktionsbelastning.

Obegränsad mekanisk livslängdEftersom det normalt sett inte finns någon kontakt mellan LVDT:ns kärna och spolstruktur kan inga delar gnuggas mot varandra eller slitas ut, vilket ger LVDT:er en i princip obegränsad mekanisk livslängd. Detta är särskilt viktigt i applikationer med hög tillförlitlighet.

Oändlig upplösningLVDT:er kan mäta oändligt små förändringar i kärnans position eftersom de arbetar med elektromagnetiska kopplingsprinciper i en friktionsfri struktur. Den enda begränsningen för upplösning är bruset i signalomvandlaren och upplösningen på utgångsdisplayen.

Nollpunktsrepeterbarhet:Placeringen av en LVDT:s inneboende nollpunkt är extremt stabil och repeterbar, även över dess mycket breda driftstemperaturområde. Detta gör att LVDT:er fungerar bra som nollpositionssensorer i slutna styrsystem.

Avstötning på tväraxeln:LVDT:er är mycket känsliga för axiell rörelse hos kärnan och relativt okänsliga för radiell rörelse. Detta gör att LVDT:er kan användas för att mäta kärnor som inte rör sig i en exakt rak linje.

Snabb dynamisk respons:Avsaknaden av friktion under normal drift gör att en LVDT kan reagera mycket snabbt på förändringar i kärnans position. Den dynamiska responsen hos en LVDT-sensor i sig begränsas endast av tröghetseffekterna av kärnans lilla massa.

Absolut utgång:LVDT-utgången är en analog signal som är direkt relaterad till positionen. Om ett strömavbrott inträffar kan mätningen återupptas utan omkalibrering (strömmen måste slås på igen för att erhålla det aktuella förskjutningsvärdet efter ett strömavbrott).

Vanlig LVDT-applikation [Planhetsdetektering]:

  • Detektering av arbetsstyckets planhetGenom att kontakta ytan på ett arbetsstycke med en LVDT-sond kan höjdvariationer på ytan mätas och därigenom bedömas dess planhet.
  • Detektion av planhet i plåtUnder plåttillverkning kan en arrayad LVDT-layout, i kombination med en automatiserad skanningsmekanism, uppnå fullständig planhetskartläggning av stora plåtar.
  • Detektion av skivplanhet:Inom halvledarindustrin har wafers planhet en betydande inverkan på chipets prestanda. LVDT:er kan användas för att exakt mäta planheten hos waferytor. (Obs: Vid detektering av waferplanhet måste LVDT:n vara utrustad med lätta sonder och en design med låg kontaktkraft, vilket gör den lämplig för scenarier där skador på ytan inte är tillåtna.)

LANBAO LVDT-sensor rekommenderas

LVDT

 

  • Repeterbarhet på mikrometernivå
  • Flera intervall tillgängliga från 5-20 mm
  • Omfattande utgångsalternativ, inklusive digital signal, analog och 485.
  • Lågt tryck på avkänningshuvudet så lågt som 3N, kapabel till icke-slipande detektion på båda metall- och glasytor.
  • Rika yttermått för att möta olika användningsområden.
  • Urvalsguide
Typ Delnamn Modell Ringde Linjäritet Repeterbarhet Produktion Skyddsklass
Kombinerad probtyp Förstärkare LVA-ESJBI4D1M / / / 4-20mA ström, tre sätt digital utgång IP40
Avkänningssond LVR-VM15R01 0–15 mm ±0,2 % FS
(25℃)
8μm (25℃) / IP65
LVR-VM10R01 0–10 mm
LVR-VM5R01 0-5 mm
Integrerad typ Integrerad sensor 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

 


Publiceringstid: 11 februari 2025