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

Trong bối cảnh sản xuất công nghiệp đang phát triển nhanh chóng, độ phẳng của bề mặt sản phẩm là một chỉ báo quan trọng về chất lượng sản phẩm. Phát hiện 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 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, các cảm biến LVDT (Biến đổi vi sai tuyến tính), với các ưu điểm về độ chính xác cao, độ tin cậy cao và phép đo không ma sát (ví dụ: LVDT sử dụng đầu dò để tiếp xúc với bề mặt vật thể, điều khiển dịch chuyển lõi để đạt được phép đo không ma sát và độ chính xác cao), hiện được sử dụng rộng rãi trong phát hiện độ phẳng vật thể hiện đại.

Nguyên lý hoạt động:

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

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

Cuộc sống cơ học vô hạn:Vì thông thường không có 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, mang lại cho LVDT tuổi thọ cơ học về cơ bản là không giới hạn. Điều này đặc biệt quan trọng trong các ứng dụng có độ tin cậy cao.

Độ phân giải vô hạn:LVDT có thể đo những thay đổi vô cùng nhỏ ở vị trí lõi vì chúng hoạt động trên nguyên lý ghép nối điện từ trong cấu trúc không ma sát. Hạn chế duy nhất về độ phân giải là nhiễu trong bộ xử lý tín hiệu và độ phân giải của màn hình hiển thị đầu ra.

Độ lặp lại điểm Null: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 của nó. Điều này khiến LVDT hoạt động tốt như cảm biến vị trí không trong các hệ thống điều khiển vòng kín.

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

Phản ứng động nhanh: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 lõi. Phản ứng động của chính cảm biến LVDT chỉ bị giới hạn bởi hiệu ứng quán tính của khối lượng nhỏ của lõi.

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

Ứng dụng chung của LVDT [Phát hiện độ phẳng]:

  • Phát hiện độ phẳng bề mặt phôi:Bằng cách tiếp xúc bề mặt của phôi với đầu dò LVDT, có thể đo được sự thay đổi về chiều cao trên bề mặt, từ đó đánh giá độ phẳng của bề mặt.
  • Phát hiện độ phẳng của tấm kim loại:Trong quá trình sản xuất tấm kim loại, bố cục LVDT dạng mảng kết hợp với cơ chế quét tự động có thể lập bản đồ độ phẳng toàn bề mặt của các tấm có kích thước lớn.
  • Phát hiện độ phẳng của wafer:Trong ngành công nghiệp bán dẫn, độ phẳng của wafer có tác động đáng kể đến hiệu suất chip. LVDT có thể được sử dụng để đo chính xác độ phẳng của bề mặt wafer. (Lưu ý: Trong quá trình 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 tình huống không cho phép làm hỏng bề mặt.)

Cảm biến LANBAO LVDT được khuyến nghị

LVDT

 

  • Độ lặp lại ở cấp độ micrômet
  • Nhiều phạm vi có sẵn từ 5-20mm
  • 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 mài mòn trên cả hai bề mặt kim loại và kính.
  • Kích thước bên ngoài phong phú đáp ứng 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 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: 11-02-2025