เซ็นเซอร์วัดระยะการเคลื่อนที่ LVDT: ส่วนประกอบและกลไกการทำงาน

เซ็นเซอร์วัดระยะ LVDT (Linear Variable Differential Transformer) เป็นอุปกรณ์เหนี่ยวนำที่มีความน่าเชื่อถือสูง ใช้สำหรับการวัดตำแหน่งเชิงเส้นที่แม่นยำ บริษัท Shenzhen Soway Tech Limited (Soway) ออกแบบและผลิตเซ็นเซอร์วัดระยะ LVDT โดยใช้หลักการทางแม่เหล็กไฟฟ้าที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว ซึ่งรับประกันประสิทธิภาพการวัดที่เสถียร สามารถทำซ้ำได้ และไม่ต้องสัมผัส

ส่วนประกอบหลักของเซ็นเซอร์วัดระยะการเคลื่อนที่แบบ LVDT

โครงสร้างของเซ็นเซอร์วัดระยะการเคลื่อนที่แบบ LVDT นั้นเรียบง่ายแต่มีประสิทธิภาพสูง ประกอบด้วยองค์ประกอบพื้นฐานสามส่วน:

ขดลวดปฐมภูมิหนึ่งขด

ขดลวดปฐมภูมิซึ่งอยู่ตรงกลางตัวเซ็นเซอร์จะได้รับพลังงานจากสัญญาณกระตุ้นกระแสสลับภายนอก

ขดลวดทุติยภูมิสองขด

ขดลวดเหล่านี้ถูกพันอย่างสมมาตรทั้งสองด้านของขดลวดปฐมภูมิ และต่อกันทางไฟฟ้าแบบอนุกรมตรงข้าม

แกนแม่เหล็กเฟอร์โรแมกเนติกที่เคลื่อนที่ได้

แกนเหล็กอ่อนเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระภายในชุดขดลวดโดยไม่ต้องสัมผัสทางกล และเคลื่อนที่ตามการกระจัดเชิงเส้นที่วัดได้โดยตรง

การออกแบบเซ็นเซอร์วัดระยะการเคลื่อนที่แบบ LVDT ของ Soway ช่วยขจัดแรงเสียดทานเชิงกลระหว่างองค์ประกอบการตรวจจับ ทำให้มั่นใจได้ถึงอายุการใช้งานที่ยาวนานและสัญญาณเอาต์พุตที่สม่ำเสมอ

กลไกการทำงานของเซ็นเซอร์วัดระยะการเคลื่อนที่ LVDT

หลักการทำงานของเซ็นเซอร์วัดระยะ LVDT นั้นอาศัยการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าและเอาต์พุตแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกัน

การกระตุ้นด้วยกระแสสลับและการสร้างฟลักซ์แม่เหล็ก

เมื่อจ่ายกระแสสลับเข้าไปในขดลวดปฐมภูมิ จะทำให้เกิดสนามแม่เหล็กสลับไปตามทิศทางแกนของเซ็นเซอร์

แรงดันเหนี่ยวนำในขดลวดทุติยภูมิ

สนามแม่เหล็กนี้เหนี่ยวนำให้เกิดแรงดันไฟฟ้าในขดลวดทุติยภูมิทั้งสองขด ขนาดของแรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำแต่ละตัวขึ้นอยู่กับความแรงของการเชื่อมต่อระหว่างขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิ

การพึ่งพาตำแหน่งหลัก

เมื่อแกนเฟอร์โรแมกเนติกเคลื่อนที่ภายในชุดขดลวด การเชื่อมต่อทางแม่เหล็กจะเปลี่ยนแปลงไป:

เมื่อแกนอยู่ตรงกลาง แรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำในขดลวดทุติยภูมิทั้งสองจะเท่ากัน ส่งผลให้เอาต์พุตเชิงอนุพันธ์เป็นศูนย์

เมื่อแกนเคลื่อนที่เข้าหาขดลวดทุติยภูมิหนึ่ง แรงดันไฟฟ้าเหนี่ยวนำในขดลวดนั้นจะเพิ่มขึ้น ในขณะที่แรงดันไฟฟ้าในขดลวดตรงข้ามจะลดลง

สัญญาณเอาต์พุตแบบดิฟเฟอเรนเชียล

แรงดันเอาต์พุตคือผลต่างระหว่างแรงดันของขดลวดทุติยภูมิทั้งสอง แรงดันสัญญาณส่วนต่างนี้เป็นสัดส่วนโดยตรงกับการเคลื่อนที่ของแกน และบ่งบอกทั้งขนาดและทิศทางการเคลื่อนที่

เซ็นเซอร์วัดระยะการเคลื่อนที่ LVDT ของ Soway แปลงสัญญาณ AC ที่แตกต่างกันนี้ให้เป็นเอาต์พุตที่เสถียรและใช้งานได้ ผ่านการปรับสภาพสัญญาณภายในที่แม่นยำ

ลักษณะการวัด

เนื่องจากเซ็นเซอร์วัดระยะการเคลื่อนที่ LVDT ทำงานโดยไม่ต้องมีการสัมผัสทางกายภาพระหว่างแกนและขดลวด การวัดจึงมีลักษณะดังนี้:

มีความเป็นเส้นตรงสูงภายในช่วงระยะชักที่กำหนด

ปราศจากการสึกหรอทางกล

ทนทานต่อการสั่นสะเทือนและการรบกวนจากสิ่งแวดล้อม

มีเสถียรภาพในการใช้งานระยะยาว

บริษัท Shenzhen Soway Tech Limited ใช้รูปทรงขดลวดและการออกแบบแม่เหล็กที่เหมาะสมที่สุด เพื่อให้มั่นใจได้ว่ามีความสัมพันธ์ที่แม่นยำระหว่างตำแหน่งของแกนและแรงดันไฟฟ้าทุติยภูมิที่เหนี่ยวนำ