การเคลื่อนตัวทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำใน LVDT เพื่อการตรวจจับตำแหน่งได้อย่างไร

เซ็นเซอร์วัดการเคลื่อนที่ของหม้อแปลงแบบดิฟเฟอเรนเชียล (LVDT)เป็นอุปกรณ์ที่มีความแม่นยำซึ่งใช้ในการวัดการเคลื่อนที่เชิงเส้นในแอปพลิเคชันอุตสาหกรรมต่างๆ เซ็นเซอร์เหล่านี้ผลิตโดย Shenzhen Soway Technology Development Co., Ltd.และถูกใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การบินและอวกาศ เครื่องจักร การก่อสร้าง และวิศวกรรมเคมี ฟังก์ชันหลักของเซ็นเซอร์วัดการเคลื่อนที่ของหม้อแปลงแบบดิฟเฟอเรนเชียล (LVDT) อยู่ที่ความสามารถในการแปลงการเคลื่อนที่เชิงกลเป็นสัญญาณไฟฟ้าโดยใช้หลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า บทความนี้เน้นที่วิธีการที่การเคลื่อนที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำในเซ็นเซอร์วัดการเคลื่อนที่ของหม้อแปลงแบบดิฟเฟอเรนเชียล (LVDT) ซึ่งช่วยให้ตรวจจับตำแหน่งได้อย่างแม่นยำ

หลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าในเซนเซอร์การเคลื่อนที่ของหม้อแปลงเชิงอนุพันธ์ (LVDT)

เซ็นเซอร์การเคลื่อนที่ของหม้อแปลงแบบอนุพันธ์ (LVDT) ทำงานโดยอาศัยหลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า เซ็นเซอร์ประกอบด้วยขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิสองขดลวดที่พันบนรูปทรงกระบอกกลวง แกนแม่เหล็กเฟอร์โรที่เคลื่อนที่ได้ซึ่งมักเรียกว่าอาร์เมเจอร์ จะถูกสอดเข้าไปในรูปทรงกระบอกกลวง ขดลวดปฐมภูมิจะถูกกระตุ้นโดยแหล่งจ่ายกระแสสลับ (AC) ซึ่งจะเหนี่ยวนำแรงดันไฟฟ้าในขดลวดทุติยภูมิ

การเคลื่อนตัวส่งผลต่อแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำในเซนเซอร์การเคลื่อนที่ของหม้อแปลงเชิงอนุพันธ์ (LVDT) อย่างไร

กุญแจสำคัญในการใช้งานของ Differential Transformer Displacement Sensor (LVDT) อยู่ที่ว่าตำแหน่งของแกนที่เคลื่อนที่ได้ส่งผลต่อแรงดันไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำในขดลวดทุติยภูมิอย่างไร เมื่อแกนอยู่ตรงจุดศูนย์กลางของ Differential Transformer Displacement Sensor (LVDT) พอดี การเชื่อมโยงฟลักซ์แม่เหล็กระหว่างขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิจะสมมาตร ส่งผลให้แรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำเท่ากันและตรงกันข้ามกันในขดลวดทุติยภูมิทั้งสอง แรงดันไฟฟ้าขาออกแบบดิฟเฟอเรนเชียล ซึ่งเป็นความต่างระหว่างแรงดันไฟฟ้าของขดลวดทุติยภูมิทั้งสอง จะเป็นศูนย์ที่ตำแหน่งตรงกลางนี้

อย่างไรก็ตาม เมื่อแกนเคลื่อนออกจากจุดศูนย์กลาง ความสมมาตรของการเชื่อมโยงฟลักซ์แม่เหล็กจะขาดหายไป ส่งผลให้แรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำในขดลวดทุติยภูมิเปลี่ยนแปลงไป แรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำในขดลวดทุติยภูมิที่อยู่ใกล้แกนจะเพิ่มขึ้น ในขณะที่แรงดันไฟฟ้าในขดลวดทุติยภูมิอีกขดลวดจะลดลง แรงดันไฟฟ้าขาออกที่แตกต่างกัน ซึ่งเป็นความแตกต่างระหว่างแรงดันไฟฟ้าทั้งสองนี้จะเปลี่ยนแปลงตามสัดส่วนของการเคลื่อนตัวของแกน

การตรวจจับตำแหน่งผ่านการวัดแรงดันไฟฟ้าในเซนเซอร์การเคลื่อนที่ของหม้อแปลงเชิงอนุพันธ์ (LVDT)

แรงดันไฟฟ้าขาออกแบบดิฟเฟอเรนเชียลจะแปรผันโดยตรงกับการเคลื่อนที่ของแกนกลาง โดยการวัดแรงดันไฟฟ้านี้ จะสามารถกำหนดตำแหน่งที่แน่นอนของแกนกลางเมื่อเทียบกับศูนย์กลางได้ ความสัมพันธ์ระหว่างการเคลื่อนที่และแรงดันไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำจะเป็นแบบเส้นตรง ทำให้เซ็นเซอร์การเคลื่อนที่ของหม้อแปลงแบบดิฟเฟอเรนเชียล (LVDT) มีความแม่นยำสูงในการตรวจจับตำแหน่ง

ตัวอย่างเช่น หากแรงดันไฟฟ้าขาออกแบบดิฟเฟอเรนเชียลเป็นบวก แสดงว่าแกนเคลื่อนไปทางด้านหนึ่ง ในขณะที่แรงดันไฟฟ้าเชิงลบบ่งชี้ว่าแกนเคลื่อนไปทางด้านอื่น ขนาดของแรงดันไฟฟ้าบ่งชี้ขอบเขตของการเคลื่อนตัว ความสัมพันธ์เชิงเส้นนี้ช่วยให้เซ็นเซอร์การเคลื่อนที่ของหม้อแปลงแบบดิฟเฟอเรนเชียล (LVDT) สามารถวัดการเคลื่อนที่เชิงเส้น การยืดออก การสั่น และพารามิเตอร์อื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับตำแหน่งได้อย่างแม่นยำ

Shenzhen Soway Technology Development Co., Ltd. นำเสนอ Differential Transformer Displacement Sensors (LVDT) หลากหลายรุ่น รวมถึงรุ่นแยกส่วน SDVG20 รุ่นรีบาวด์ SDVB20 รุ่นนิวเมติก SDVN8-4 และรุ่นปากกา SDVH8 รุ่นเหล่านี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อตอบสนองความต้องการทางอุตสาหกรรมที่หลากหลาย โดยให้ความแม่นยำสูงและความน่าเชื่อถือในการตรวจจับตำแหน่ง