Senzorul de poziție este un tip de dispozitiv folosit pentru a monitoriza și măsura o schimbare în poziția unui obiect într-un dispozitiv/mașină sau într-o anumită vecinătate și transformări în semnale care sunt adecvate pentru transmisie, procesare sau control. Există diferite tipuri de senzori de poziție disponibili, unde traductorul de deplasare este un tip specific de senzor de poziție. În general, senzorii normali simt existența obiectului, în timp ce senzorii de deplasare detectează pur și simplu deplasarea odată ce orice obiect se mișcă dintr-o locație în alta. Deci, cantitatea de detectare a deplasării vă permite pur și simplu să determinați grosimea și înălțimea obiectului. Acest articol discută o prezentare generală a unui traductor de deplasare – lucrul cu aplicații.
Ce este traductorul de deplasare?
Un traductor de deplasare este un dispozitiv electromecanic folosit pentru a converti mișcarea unui obiect în semnale electrostatice, electromagnetice sau magnetoelectrice care sunt citite și interpretate în date. Există o gamă largă de traductoare de deplasare, cum ar fi liniare și rotative. Aceste traductoare sunt, de asemenea, utile în măsurarea distanței fizice dintre senzor și o țintă. Majoritatea traductoarelor de deplasare măsoară deplasările statice și dinamice, deci sunt utilizate frecvent pentru măsurarea vibrației unui obiect. Deplasările măsurate variază de la micro inci la câțiva metri.
Principiul de funcționare al traductorului de deplasare se bazează pe principiul de măsurare inductiv extrem de fiabil. Aceste traductoare sunt robuste, foarte ușor de utilizat și pot atinge o precizie ridicată. Traductoarele de deplasare oferă rezultate de măsurare fiabile în diferite domenii de producție, cercetare și dezvoltare.
Diagrama circuitului traductorului de deplasare
Traductorul de deplasare utilizat în circuitul de mai jos este un traductor inductiv. Acest circuit este folosit pentru a măsura deplasarea cu un traductor inductiv.
În circuitul de mai sus, transformatorul include o înfășurare primară și două înfășurări secundare. Punctele terminale ale celor două înfășurări secundare sunt conectate împreună, astfel încât putem declara că aceste două înfășurări sunt pur și simplu conectate în cadrul opoziției de serie.
Tensiunea „VP” este aplicată la înfășurarea primară a transformatorului, lasă ca tensiunea dezvoltată pe fiecare înfășurare secundară să fie 𝑉𝑆1 & 𝑉𝑆2. Deci, tensiunea de ieșire „V0” este primită în primele puncte ale înfășurărilor secundare. Deci tensiunea de ieșire poate fi scrisă ca V0 = VS1 – VS2. Transformatorul folosit în circuitul de mai sus este transformatorul diferențial, deoarece generează o tensiune o/p, care este diferența dintre VS1 și VS2.
Dacă miezul este poziționat în punctul central, atunci tensiunile induse pe două înfășurări S1 și S2 sunt echivalente. Deci, tensiunea de ieșire V0=0. În această condiție, spunem că nu există deplasare.
Dacă miezul este deplasat deasupra poziției centrale, atunci fem-ul generat în bobina S1 este mai mare, adică V1>V2.
În același mod, dacă miezul este deplasat sub poziția centrală, atunci FEM generată în bobina S2 este mai mare, adică V2>V1.
Deci, în aceste două cazuri, avem două deplasări în sus și în jos. În aceste două cazuri, mărimea tensiunii de ieșire „V0” va fi proporțională cu poziția miezului față de centru.
Astfel, dacă dorim să măsurăm deplasarea corpului atunci trebuie să conectăm corpul la miezul central. Prin urmare, odată ce corpul se mișcă în linie dreaptă, atunci punctul de mijloc al miezului se schimbă, astfel încât tensiunea de o/p precum „V0” variază, de asemenea, în consecință. În această condiție, putem obține deplasarea prin simpla măsurare a tensiunii o/p. Deci, faza și magnitudinea tensiunii de ieșire semnifică deplasarea și direcția corpului în mod corespunzător.
Calibrarea traductorului de deplasare
În general, calibrarea traductorului este o cerință esențială pentru a menține acuratețea, repetabilitatea și fiabilitatea rezultatelor obținute dintr-un sistem de măsurare. Aceste traductoare sunt comune în aplicații academice și industriale. Deci, calibrarea acestora este de obicei o procedură care consumă timp, cu toate acestea, prin utilizarea aparatului de calibrare, este foarte ușor răsucind un buton și apăsând un buton.
Sistemul de calibrare al traductorului de deplasare este o soluție completă pentru calibrarea acestor traductoare cu deplasări de până la 50,8 mm cu rezoluție de 13 microni. Este folosit cu orice sistem, deși vine cu un software personalizat pentru a permite calibrarea rapidă și ușoară odată utilizat cu sistemele NI.
Tipuri de traductoare de deplasare
Există diferite tipuri de traductoare de deplasare disponibile, cunoscute și ca senzori de deplasare, cum ar fi potențiometru, tensiometru, capacitiv și LVDT. Deci, fiecare tip este discutat mai jos.
Traductor rezistiv
Un traductor rezistiv se mai numește și traductor cu rezistență variabilă, deoarece funcționează pe principiul transducției rezistenței variabile. Acest traductor este unul dintre traductoarele de deplasare cel mai frecvent utilizate, folosit pentru a măsura diferite mărimi fizice precum presiunea, deplasarea, forța, temperatura și vibrațiile și le transformă într-un semnal electric.
Traductor capacitiv
Un traductor capacitiv este un traductor pasiv care funcționează folosind putere externă. Acest traductor este utilizat în principal pentru a măsura presiunea, deplasarea, mișcarea, forța, viteza și alți parametri. Acest traductor funcționează pe principiul capacității variabile, astfel încât capacitatea acestui traductor se modifică din mai multe motive, cum ar fi constanta dielectrică, suprapunerea plăcilor și modificarea distanței dintre plăci. Acesta este un tip pasiv în care pe plăci sunt generate sarcini egale și opuse din cauza tensiunii aplicate pe placa condensatorului, care este separată prin materialul dielectric.
Transformator diferențial liniar variabil
LVDT sau transformatorul diferențial variabil liniar este un tip de traductor de deplasare. Acest traductor include trei bobine distanțate simetric, unde bobina primară este bobina centrală, iar celelalte două bobine sunt bobine secundare. Acestea sunt în principal conectate în serie și poziționate în mod egal față de bobina principală. Vă rugăm să consultați acest link pentru a afla mai multe despre - LVDT .
Traductor inductiv
Un traductor inductiv este un tip de traductor de deplasare care funcționează pe principiul transducției sau inducției electromagnetice. Pentru a măsura mărimile fizice necesare, cum ar fi forța, deplasarea, viteza, presiunea, accelerația, cuplul, s reciprocă sau auto-inductanța este variată. Cel mai bun exemplu al acestui traductor este LVDT. Vă rugăm să consultați acest link pentru a afla mai multe despre traductoare inductive .
Tensometru
Un traductor de deplasare a tensiometrului este utilizat pentru a modifica mărimi fizice cum ar fi presiunea, deplasarea sau sarcina în deformare mecanică, iar această deformare mecanică este schimbată în o/p electrică cu manometre montate pe corpul elastic. Un traductor de deplasare cu tensiometru este utilizat în principal pentru măsurarea deplasării în intervalul de la 0 la 10 mm. Acest traductor are o lungime scurtă a corpului în comparație cu LVDT și nu are efecte electromagnetice. Aceste traductoare de tensiometru au o performanță foarte stabilă și fiabilă. Vă rugăm să consultați acest link pentru a afla mai multe despre extensometru .
Avantaje și dezavantaje
Avantajele traductorului de deplasare sunt discutate mai jos.
- Traductoarele de deplasare au o liniaritate excelentă.
- Au o precizie extrem de mare.
- Au o rezoluție excepțională de până la 0,01 µm.
- Acestea sunt tolerante la câmpuri magnetice ridicate, medii radioactive și intervale largi de temperatură.
- Au un design puternic și o stabilitate excelentă.
- Aceste traductoare pot fi montate în orice direcție.
- Consumul de energie al LVDT-urilor este scăzut.
- Acestea sunt foarte sensibile și foarte ușor de aliniat și întreținut.
- Acești traductoare au pierderi de histerezis scăzute.
- Intervalul de măsurare este mai mare.
- Acest traductor este un dispozitiv fără frecare.
Dezavantajele traductorului de deplasare sunt discutate mai jos.
- Traductorul de deplasare are nevoie de o deplasare foarte mare pentru a produce tensiune înaltă.
- Are nevoie de ecranare deoarece este foarte receptiv la câmpul magnetic.
- Performanța traductorului poate fi afectată de vibrații, precum și de schimbările de temperatură.
- Are nevoie de un demodulator extern pentru a obține ieșire DC.
- Răspunsul dinamic al acestui traductor este limitat.
Aplicații
Aplicațiile traductoarelor de deplasare includ următoarele.
- Traductoarele de deplasare sunt utilizate pentru a măsura mișcarea relativă dintre vârful senzorului și arborele rotativ.
- Este utilizat în mașini rigide oriunde sunt transmise vibrații extrem de mici de la arbore la carcasa mașinii.
- Acestea sunt utilizate în sectorul industrial și chiar în sectorul public, cum ar fi automatizarea mașinilor, aerospațiale și aeronavele, turbinele electrice, hidraulica etc.
- LVDT-urile sunt utilizate pentru măsurarea deplasărilor care variază de la mm la cms.
- Acestea sunt utilizate la mașinile CNC pentru măsurarea deplasării.
- Acestea sunt utilizate pentru grosimea și măsurarea tablelor de metal laminate.
- Acestea sunt utilizate în cadrul canalelor pentru măsurarea tensiunii.
- Traductoarele de deplasare RVDT sunt utilizate în sistemele de control al zborului.
- Tipurile de potențiometre sunt utilizate pentru măsurarea forței, accelerației și presiunii.
Astfel, aceasta este o privire de ansamblu asupra unei deplasări traductor – de lucru cu aplicatii. Dacă un corp se schimbă dintr-o poziție în alta în cadrul unei linii drepte, apoi lungimea dintre aceste două poziții este cunoscută sub numele de deplasare. Deplasarea este o mărime fizică cum ar fi viteza, temperatura, forța etc.
Deci, un traductor de deplasare este utilizat pentru a converti vibrația/mișcarea mecanică, în special mișcarea rectilinie în semnale electrice, un curent electric sau tensiune variabilă. Exemple de traductoare de deplasare sunt; deplasări și tensiuni de încovoiere măsurarea măsurătorilor de deplasare normală, măsurarea fisurilor în beton și îndoirea grinzii. Iată o întrebare pentru tine, care este funcția unui traductor?
