Linearer lvdt positions sensor

Arten von linearen LVDT-Positionssensoren

Ein linearer LVDT-Positionssensor ist eine Art elektrischer Transformator, der zur Messung von linearen Verschiebungen verwendet wird. LVDT steht für Linear Variable Differential Transformer. Der LVDT-Sensor besteht aus drei Spulen, die über einer hohlen Elektrode angeordnet sind, die als beweglicher Kern fungiert und in die Mitte der Baugruppe eingeführt wird. Die Spulen sind sorgfältig gewickelt. Die beiden äußeren Spulen wirken als differential sekundäre Spulen, während die mittlere Spule als primäre Spule fungiert und mit der Erregungssignalquelle verbunden ist. Wenn sich der Kern in axialer Richtung bewegt, führt dies zu einer entsprechenden Änderung der gegenseitigen Induktivität zwischen der primären Spule und jeder der sekundären Spulen. Dies führt zu einer Erhöhung der Induktivität einer sekundären Spule und gleichzeitig zu einer Abnahme der Induktivität der anderen sekundären Spule. Der LVDT-Sensor wandelt diese Änderung der Induktivität in ein proportionales Spannungssignal um, das leicht zu messen und zu interpretieren ist.

Lineare LVDT-Positionssensoren werden in verschiedenen Branchen für genaue und zuverlässige Verschiebungsmessungen eingesetzt. Sie werden häufig in Anwendungen wie der Industrieautomatisierung, der Luft- und Raumfahrt, der Automobilprüfung, dem Bauwesen und medizinischen Geräten verwendet.

• Analoge LVDT-Positionssensoren: Dies sind die am häufigsten verwendeten LVDT-Sensoren. Sie liefern ein kontinuierliches Spannungs-Ausgangssignal, das proportional zur gemessenen Verschiebung ist. Das Ausgangssignal kann in Phase mit dem Eingangssignal (dem Primärsignal) oder außerhalb der Phase sein. Wenn das Ausgangssignal in Phase ist, misst der LVDT positive Verschiebung. Ist das Ausgangssignal außerhalb der Phase, zeigt es an, dass die gemessene Verschiebung negativ ist.
• Digitale LVDT-Positionssensoren: Diese Sensoren wandeln das von den LVDT erzeugte analoge Ausgangssignal in ein digitales Signal um. Dadurch ist eine Integration in digitale Systeme möglich und bietet verbesserte Präzision bei der Verschiebungsmessung. Darüber hinaus verfügen digitale LVDT-Positionssensoren in der Regel über fortschrittliche Verarbeitungs-, Filterungs- und Mittelungsalgorithmen, die zu einer verbesserten Auflösung und Stabilität führen.
• Robuste LVDT-Positionssensoren: Diese LVDT-Positionssensoren sind für den Einsatz in rauen Umgebungen und anspruchsvollen Anwendungen konzipiert. Sie sind aus robusten und langlebigen Materialien gefertigt, die extremen Temperaturen, Vibrationen, Feuchtigkeit und anderen harten Bedingungen standhalten können. Robuste LVDT-Positionssensoren werden häufig in Branchen wie Luft- und Raumfahrt, Öl und Gas, Bergbau und Schwerindustrie eingesetzt.
• Kompakte LVDT-Positionssensoren: Diese Sensoren sind miniaturisierte LVDT-Sensoren, die für Anwendungen mit begrenztem Platz oder für kompakte Messlösungen entwickelt wurden. Trotz ihrer kleinen Größe bieten sie hohe Präzision und Zuverlässigkeit bei der Verschiebungsmessung. Kompakte LVDT-Positionssensoren werden häufig in medizinischen Geräten, der Präzisionsmechanik, der Mikroelektronik und in anderen Anwendungen eingesetzt, die Miniaturmesslösungen erfordern.

Spezifikationen und Wartung von linearen LVDT-Positionssensoren

Das Verständnis der Spezifikationen des linearen LVDT-Positionssensors ist wichtig für jeden, der diese Sensoren kaufen möchte. Hier sind die Spezifikationen:

• Messbereich

  Der Messbereich ist der maximale Bereich, über den der Sensor Messungen liefern kann. Der LVDT-Positionssensor hat einen Messbereich von 0,5 bis 1000 mm.

• Ausgangssignal

  Das Ausgangssignal ist das vom Sensor bereitgestellte Signal. Bei den meisten linearen LVDT-Positionssensoren liegt das Ausgangssignal zwischen 1 und 10 V. Dieses Ausgangssignal ist proportional zur gemessenen Größe.

• Frequenzgang

  Der Frequenzgang bezieht sich auf den Frequenzbereich, über den der Sensor Messungen liefern kann. Der Frequenzgang des linearen LVDT-Positionssensors reicht von 0,1 bis 10 Hz.

• Stromversorgung

  Lineare LVDT-Positionssensoren haben eine interne Stromversorgung von 5 bis 15 VDC. Sie verfügen auch über eine Stromversorgung von 12 bis 24 V AC.

• Elektrische Impedanz

  Die elektrische Impedanz bezieht sich auf den Widerstand des Sensors gegen den Fluss eines elektrischen Stroms. Die elektrische Impedanz von linearen LVDT-Positionssensoren beträgt 1000 Ohm bis 10 kOhm.

• Temperaturbereich

  Der Temperaturbereich ist der Bereich von Temperaturen, über den der Sensor betrieben werden kann. Der Temperaturbereich des LVDT-Positionssensors liegt zwischen -40 und 85 °C.

• Sensoraufbau

  Lineare LVDT-Positionssensoren sind mit einem Gehäuse aus Edelstahl oder Aluminium konstruiert. Die Sensoren sind zudem durch Gehäuse der Schutzarten IP65 und IP68 gegen Feuchtigkeit, Staub und Korrosion geschützt.

• Nullpunkt

  Der Nullpunkt ist die Position, an der der Sensor ein Null-Ausgangssignal liefert. Der Nullpunkt des linearen LVDT-Positionssensors ist ± 10 mm einstellbar.

• Linealität

  Die Linealität bezieht sich auf den Grad, zu dem das Ausgangssignal des Sensors proportional zur gemessenen Größe ist. Die Linealität des linearen LVDT-Positionssensors beträgt ± 0,5 % des Vollskalenwerts.

Um sicherzustellen, dass der lineare LVDT-Positionssensor effektiv arbeitet, ist eine regelmäßige Wartung wichtig. Hier sind einige Wartungstipps:

• 1. Es ist wichtig, das Sensorgehäuse regelmäßig zu reinigen. Dies hilft, Schmutz und Staub zu entfernen, die die Leistung des Sensors beeinträchtigen könnten.
• 2. Wischen Sie das Sensorgehäuse mit einem feuchten Tuch ab. Verwenden Sie keine abrasiven Reinigungsmittel oder Lösungsmittel, da diese den Sensor beschädigen könnten.
• 3. Überprüfen Sie regelmäßig das Sensorgehäuse auf Abnutzung und Beschädigungen. Ersetzen Sie den Sensor, wenn Schäden vorhanden sind.
• 4. Überprüfen Sie regelmäßig die Sensorkabel auf Beschädigungen. Ersetzen Sie die Kabel bei Beschädigung.
• 5. Schließen Sie den Sensor an eine Stromversorgung an, die den angegebenen Anforderungen entspricht.
• 6. Kalibrieren Sie den Sensor regelmäßig, um seine Genauigkeit aufrechtzuerhalten.
• 7. Setzen Sie den Sensor nicht extremen Temperaturen, Vibrationen oder elektromagnetischen Störungen aus.

Wie wählt man LVDT-Positionssensoren aus?

Bei der Auswahl eines linearen LVDT-Positionssensors sollten folgende Faktoren berücksichtigt werden:

• Messbereich

  Der erforderliche Bewegungsbereich, der gemessen werden soll, muss berücksichtigt werden. Es ist notwendig, einen LVDT auszuwählen, dessen Messbereich den gewünschten Bereich überschreitet.

• Verschiebungsauflösung

  Der Benutzer muss die erforderliche Messgenauigkeit berücksichtigen. Höhere Auflösungen sind für Anwendungen mit geringen Verschiebungen und hoher Empfindlichkeit erforderlich. Höhere Auflösungen ziehen höhere Kosten nach sich.

• Umgebungsbedingungen

  Faktoren wie Temperatur, Feuchtigkeit, Staub und die Exposition gegenüber Flüssigkeiten oder Chemikalien müssen berücksichtigt werden. Es ist notwendig, einen LVDT-Positionssensor auszuwählen, der für diese Bedingungen ausgelegt ist.

• Mechanische Installation

  Der verfügbare Platz und die Montageoptionen des linearen LVDT müssen berücksichtigt werden. Es ist notwendig, einen LVDT mit einer geeigneten Sondenlänge und Montageoptionen für die Anwendung auszuwählen.

• Reaktionszeit

  Die erforderliche Reaktionszeit für Messungen muss berücksichtigt werden. Ein LVDT mit schnellerer Reaktionszeit wird für dynamische Messungen erforderlich sein, während ein langsamerer für statische Messungen ausreicht.

• Elektrische Kompatibilität

  Die elektrische Kompatibilität des LVDT mit den verfügbaren Mess- und Steuerungssystemen muss berücksichtigt werden. Es ist notwendig, einen LVDT mit kompatiblen Ausgangssignalen (z. B. sinusoidal oder digital) auszuwählen.

• Kalibrierung und Kompensation

  Es muss sichergestellt werden, dass der LVDT kalibriert und für Nichtlinearitäten, Empfindlichkeit und andere relevante Parameter der Anwendung kompensiert ist. Dies gewährleistet genaue und zuverlässige Messungen.

Wie man lineare LVDT-Positionssensoren selbst macht und ersetzt

Ein DIY-LVDT-Sensor für das LVDT-Positionssensorsteuergerät ist mit den richtigen Werkzeugen, Materialien und Fachkenntnissen umsetzbar. Die Materialien, die für die Konstruktion eines LVDT benötigt werden, könnten teuer sein, und die Konstruktion wird komplex sein. Daher sollten Sie die Reparatur oder den Austausch eines LVDT-Sensors als DIY-Projekt in Betracht ziehen.

Um einen LVDT-Positionssensor auszutauschen, befolgen Sie die folgenden Schritte:

• 1. Wählen Sie einen LVDT-Positionssensor aus, der mit dem bestehenden System kompatibel ist.
• 2. Schalten Sie die Stromversorgung des Systems aus, in dem der LVDT-Sensor installiert ist.
• 3. Trennen Sie den Kabelbaum vom alten LVDT-Sensor.
• 4. Entfernen Sie den alten LVDT-Sensor von seinem Montageort.
• 5. Installieren Sie den neuen LVDT-Positionssensor am selben Ort und in derselben Ausrichtung wie den alten.
• 6. Schließen Sie die Verkabelung gemäß den Anweisungen des Herstellers oder dem ursprünglichen Schaltplan an.
• 7. Stellen Sie sicher, dass der LVDT-Sensor und das bewegliche Teil ausgerichtet und kalibriert sind.
• 8. Schalten Sie die Stromversorgung wieder ein und testen Sie das System, um die ordnungsgemäße Funktion des Sensors sicherzustellen.

Fragen und Antworten

Q1. Was ist ein LVDT-Sensor?

A1. Ein LVDT-Sensor ist ein Linear Variable Differential Transformer-Sensor. Es handelt sich um ein elektromechanisches Gerät, das lineare Verschiebungen oder Abstände mit hoher Präzision und Zuverlässigkeit misst.

Q2. Wofür wird der LVDT-Positionssensor verwendet?

A2. Der LVDT-Positionssensor wird verwendet, um die Position eines Objekts in einer linearen Bewegung zu erfassen. Er wandelt die Position des Objekts in ein elektrisches Signal um, das proportional zur Verschiebung ist.

Q3. Wie funktioniert ein LVDT-Positionssensor?

A3. Der LVDT-Positionssensor funktioniert, indem er einen Transformator mit drei Spulen verwendet: zwei äußere Erregungsspulen und eine innere Sensorspule. Die innere Spule ist mit einer Stromversorgung verbunden, die zwischen den beiden äußeren Spulen wechselt. Wenn sich der Kern bewegt, ändert sich die Induktivität, was zu einer Spannungsdifferenz zwischen den beiden äußeren Spulen führt. Diese Spannungsdifferenz ist das Ausgangssignal und proportional zur Verschiebung des Kerns.

Q4. Was sind die Vorteile der Verwendung von LVDT-Positionssensoren?

A4. LVDT-Positionssensoren bieten zahlreiche Vorteile, wie z. B. hochpräzise Messungen, einen breiten Messbereich, Robustheit und Langlebigkeit sowie eine Unempfindlichkeit gegenüber Umweltbedingungen.