Cảm biến LVDT: một công cụ mạnh mẽ để phát hiện độ phẳng

Trong bối cảnh sản xuất công nghiệp phát triển nhanh chóng, độ phẳng của bề mặt sản phẩm là một chỉ số quan trọng về chất lượng sản phẩm. Việc kiểm tra độ phẳng được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau, chẳng hạn như sản xuất ô tô, hàng không vũ trụ và điện tử. Ví dụ bao gồm kiểm tra độ phẳng của pin hoặc vỏ điện thoại di động trong ngành công nghiệp ô tô, và kiểm tra độ phẳng của tấm nền LCD trong ngành công nghiệp bán dẫn.

Tuy nhiên, các phương pháp phát hiện độ phẳng truyền thống gặp phải các vấn đề như hiệu suất thấp và độ chính xác kém. Ngược lại, cảm biến LVDT (Linear Variable Differential Transformer), với những ưu điểm về độ chính xác cao, độ tin cậy cao và đo lường không ma sát (ví dụ: LVDT sử dụng đầu dò tiếp xúc với bề mặt vật thể, điều khiển sự dịch chuyển của lõi để đạt được phép đo không ma sát và độ chính xác cao), hiện đang được sử dụng rộng rãi trong việc phát hiện độ phẳng của vật thể hiện đại.

Nguyên tắc hoạt động:

LVDT là một cảm biến điện từ cảm ứng, nguyên lý hoạt động dựa trên định luật cảm ứng điện từ Faraday. Một LVDT bao gồm một cuộn dây sơ cấp và hai cuộn dây thứ cấp, tất cả được quấn quanh một lõi sắt từ. Khi lõi ở vị trí trung tâm, điện áp đầu ra của hai cuộn dây thứ cấp có cùng độ lớn và ngược pha, triệt tiêu lẫn nhau và dẫn đến điện áp đầu ra bằng không. Khi lõi di chuyển dọc theo trục, điện áp đầu ra của hai cuộn dây thứ cấp thay đổi, và sự khác biệt tỷ lệ thuận tuyến tính với độ dịch chuyển của lõi. Bằng cách đo sự thay đổi điện áp đầu ra, độ dịch chuyển của lõi có thể được đo chính xác.
 
Vỏ của LVDT thường được làm bằng lớp vỏ bảo vệ bằng thép không gỉ, với lớp chắn từ có độ thẩm thấu từ cao và lớp chống ẩm được bọc ở giữa. Điều này cho phép nó được sử dụng trong môi trường khắc nghiệt như từ trường mạnh, dòng điện cao, độ ẩm và bụi. Một số LVDT cấp công nghiệp sử dụng các vật liệu đặc biệt (như gioăng gốm hoặc vỏ Hastelloy) và có thể hoạt động trong môi trường nhiệt độ cao 250°C hoặc môi trường áp suất cao 1000 bar.

Các đặc điểm chính của LVDT

Đo lường không ma sát:Thông thường không có sự tiếp xúc vật lý giữa lõi chuyển động và cấu trúc cuộn dây, có nghĩa là LVDT là một thiết bị không ma sát. Điều này cho phép sử dụng nó trong các phép đo quan trọng không thể chịu được tải trọng ma sát.

Tuổi thọ cơ học không giới hạnVì thông thường không có sự tiếp xúc giữa lõi và cấu trúc cuộn dây của LVDT, nên không có bộ phận nào có thể cọ xát vào nhau hoặc bị mòn, giúp LVDT có tuổi thọ cơ học gần như vô hạn. Điều này đặc biệt quan trọng trong các ứng dụng đòi hỏi độ tin cậy cao.

Độ phân giải vô hạnLVDT có thể đo được những thay đổi cực nhỏ về vị trí lõi vì chúng hoạt động dựa trên nguyên lý ghép nối điện từ trong cấu trúc không ma sát. Giới hạn duy nhất về độ phân giải là nhiễu trong bộ điều chỉnh tín hiệu và độ phân giải của màn hình hiển thị đầu ra.

Độ lặp lại điểm không:Vị trí điểm không nội tại của LVDT cực kỳ ổn định và có thể lặp lại, ngay cả trong phạm vi nhiệt độ hoạt động rất rộng. Điều này giúp LVDT hoạt động tốt như các cảm biến vị trí không trong các hệ thống điều khiển vòng kín.

Từ chối chéo trục:LVDT rất nhạy với chuyển động dọc trục của lõi và tương đối không nhạy với chuyển động xuyên tâm. Điều này cho phép LVDT được sử dụng để đo các lõi không chuyển động theo một đường thẳng chính xác.

Phản hồi nhanh và linh hoạt:Việc không có ma sát trong quá trình hoạt động bình thường cho phép LVDT phản ứng rất nhanh với những thay đổi về vị trí của lõi. Khả năng phản ứng động của bản thân cảm biến LVDT chỉ bị giới hạn bởi hiệu ứng quán tính của khối lượng nhỏ của lõi.

Công suất tuyệt đối:Tín hiệu đầu ra của LVDT là tín hiệu tương tự, liên quan trực tiếp đến vị trí. Nếu xảy ra sự cố mất điện, phép đo có thể được tiếp tục mà không cần hiệu chuẩn lại (cần phải bật lại nguồn điện để thu được giá trị dịch chuyển hiện tại sau khi mất điện).

Ứng dụng phổ biến của LVDT [Phát hiện độ phẳng]:

  • Phát hiện độ phẳng bề mặt phôiBằng cách tiếp xúc bề mặt của phôi với đầu dò LVDT, có thể đo được sự thay đổi độ cao trên bề mặt, từ đó đánh giá độ phẳng của nó.
  • Phát hiện độ phẳng của tấm kim loạiTrong quá trình sản xuất tấm kim loại, bố trí mảng LVDT kết hợp với cơ chế quét tự động có thể giúp lập bản đồ độ phẳng toàn bề mặt của các tấm kim loại khổ lớn.
  • Phát hiện độ phẳng của tấm bán dẫn:Trong ngành công nghiệp bán dẫn, độ phẳng của tấm wafer có tác động đáng kể đến hiệu năng của chip. LVDT có thể được sử dụng để đo chính xác độ phẳng của bề mặt wafer. (Lưu ý: Trong việc phát hiện độ phẳng của wafer, LVDT cần được trang bị đầu dò nhẹ và thiết kế lực tiếp xúc thấp, phù hợp với các trường hợp không được phép làm hư hại bề mặt.)

Khuyến nghị sử dụng cảm biến LVDT LANBAO.

LVDT

 

  • Độ lặp lại ở mức micromet
  • Có nhiều dải kích thước khác nhau từ 5-20mm.
  • Các tùy chọn đầu ra toàn diện, bao gồm tín hiệu số, tín hiệu tương tự và 485.
  • Áp suất đầu cảm biến thấp tới 3N, có khả năng phát hiện không gây mài mòn trên cả bề mặt kim loại và thủy tinh.
  • Kích thước bên ngoài đa dạng, phù hợp với nhiều không gian ứng dụng khác nhau.
  • Hướng dẫn lựa chọn
Kiểu Tên bộ phận Người mẫu Rang Tính tuyến tính Khả năng lặp lại Đầu ra Cấp độ bảo vệ
Loại đầu dò kết hợp Bộ khuếch đại LVA-ESJBI4D1M / / / Dòng điện 4-20mA, đầu ra kỹ thuật số ba chiều IP40
Đầu dò cảm biến LVR-VM15R01 0-15mm ±0,2%FS
(25℃)
8μm (25℃) / IP65
LVR-VM10R01 0-10mm
LVR-VM5R01 0-5mm
Loại tích hợp Đầu dò cảm biến tích hợp LVR-VM20R01 0-20mm ±0,25%FS
(25℃)
8μm (25℃) RS485
LVR-VM15R01 0-15mm
LVR-VM10R01 0-10mm
LVR-VM5R01 0-5mm
LVR-SVM10DR01 0-10mm

 


Thời gian đăng bài: 11/02/2025