LVDT

(Linear Variable Transformer)

معرفي و تاريخچه  

در زمان جنگ جهاني دوم، ترانسفورماتورهاي متغير خطي يا LVDT ها به عنوان يك سنسور در كنترل صنعتي شناخته شدند و در سيستمهاي نظامي و جنگ افزارها از آنها استفاده فراواني شد.

LVDT ها امروزه به علت دارا بودن دقت و قابليت اطمينان بالا كاربرد وسيعي در صنايع مختلف از جمله ماشين افزارها، روباتيك و سيستمهاي نظامي  دارند.

 از آنجاييكه LVDT و RVDT  پروژه جداگانه اي بوده است، آنچه در اين پروژه آمده است مختصر است ولي سعي شده است بخش مرجع آن كامل باشد.

ايده اصلي

LVDT از يك ترانسفورماتور  و يك هسته مغناطيسي تشكيل شده است. هسته مغناطيسي ميان سيم پيچي هاي اوليه و ثانويه ترانسفورماتور قراردارد. جابجايي هسته كه توسط يك واسط غير مغناطيسي به جسم متحرك متصل است،  باعث تغيير در شار گذرنده و در نتيجه ولتاژ دو سيم پيچي ثانويه شده و ولتاژ خروجي كه تفاضل اين دو ولتاژ مي باشد نيز طبيعتاً تغيير مي كند.

در اين حالت ولتاژ  (rms)خروجي به طور خطي با موقعيت هسته فرومغناطيسي نسبت به ترانسفورماتور تغيير مي كند.

كه نمودار سمت چپ مربوط به يك LVDT  ايده آل و نمودار سمت راست خروجي يك LVDT واقعي را نشان مي دهد .

LVDT را مي توان با منبع تغذيه DC نيز به كار برد.
  مدارات  بهسازي

نمودار سمت چپ حالت ايده آل يك LVDT  را نشان مي دهد ، در حاليكه در عمل بعلت وجود اندوكتانس نشتي و تزويج ناقص سيم پيچي ها در نقطه صفر ( هنگامي كه هسته در وسط سيم پيچي  ثانويه قرار دارد) ولتاژ خروجي صفر نخواهد بود و به اصطلاح Offset خواهيم داشت (نمودار سمت راست) . ضمنا  مقدار ولتاژ خروجي تنها با فاصله هسته مغناطيسي از مبداء متناسب بوده و از روي آن ما قادر به تشخيص علامت موقعيت ) در سمت راست محور مكان واقعيم يا سمت چپ ) نخواهيم بود. براي رفع اين مشكلات از مدار بهسازي زير استفاده مي كنيم.

همانطور كه ديده مي شود در اين مدار ، قدر مطلق ولتاژهاي ثانويه در نظر گرفته مي شود. براي اينكار مي توان ا زيكسو ساز ديودي و خازني (شكل1)و يا از روش دقيقتري كه در شكل 2نشان داده شده است، استفاده نمود.

در اين روش ولتاژ ثانويه وارد يك مبدل ولتاژ به جريان شده و در عين حال با استفاده از يك مقايسه كننده علامت آن تشخيص داده مي شود. با توجه به جهت ولتاژ ، سيگنال خروجي مبدل V/I در عدد 1 + يا 1 - ضرب خواهد شد تا مقدار قدر مطلق ولتاژ بدست آيد.

پس از بدست آوردن قدر مطلق ولتاژها ، هر كدام از آنها وارد يك فيلتر مي شود تا مقدار DC  آنها حاصل گردد و در آخر نيز توسط يك تفريق گر ، ولتاژ نهائي حاصل مي شو دكه همانطور كه در شكل ديده مي شود ولتاژ خروجي نسبت به موقعيت، خطي مي باشد.(شكل b)

مدارات بهسازي ديگري نيز جهت بدست آوردن موقعيت با استفاد ه از VDTL وجود دار دكه نمونه هايي از آن در زير آمده است .

 


RVDT

معرفي

مشخصات كلي RVDT

 

معرفي 

RVDT ها يا همان ترانسفورماتورهاي متغير زاويه اي ، مشابه  LVDT ها  هستند، بااين تفاوت كه در آنها سيم پيچي هاي ترانسفورماتور بر روي استاتور و شفت به عنوان هسته مغناطيسي عمل مي نمايد .و بدين ترتيب موقعيت زاويه اي اندازه گيري مي شود البته رنج خطي بودن RVDT محدود و درچه مي باشد.

 

 

مشخصات كلي RVDT

*  چون اندازه گيري موقعيت پيوسته است رزولوشن آن  بينهايت مي باشد

*  اندازه گيري موقعيت مطلق

*  حساسيت  برابر 2 تا 3 ميلي ولت در هر درجه

*  ولتاژ ورودي  3Vrms  با فركانس 400Hz  و 20kHz.

*  رنج اندازه گيري : درجه

 


ويژگيهاي كلي

  ميزان غيرخطي بودن: كمتر از 0.5% در مقياس كامل

*  به علت  اندازه گيري پيوسته موقعيت، رزولوشن آن  بينهايت مي باشد

*  اندازه گيري موقعيت مطلق

*  رنج اندازه گيري100 ميكرومتر تا2.5  سانتي متر

*  حساسيت:  2تا 3 ميلي ولت در هر 0.001 اينچ

*  فركانس ولتاژ ورودي :   10KHz - 50 Hz

*  ولتاژ ورودي : 1 تا 24 ولت (rms)

كاربرد

*  سيستمهاي خودكار هواپيما

*  اژدرها و تسليحات نظامي

*  ماشين افزارهاي مدرن

*  سيستمهاي كامپيوتري

*  روباتيك

LVDT

(Linear Variable Transformer)

مــــراجــــع

1.www.sensorsland.com

2.www.zone.ni.com

3.Motion and position