De positiesensor is een type apparaat dat wordt gebruikt voor het bewaken en meten van een verandering in de positie van een object in een apparaat/machine of in een bepaalde omgeving en veranderingen in signalen die geschikt zijn voor verzending, verwerking of besturing. Er zijn verschillende soorten positiesensoren beschikbaar waarbij de verplaatsingstransducer een specifiek soort positiesensor is. Over het algemeen nemen normale sensoren het bestaan van het object waar, terwijl verplaatsingssensoren eenvoudigweg de verplaatsing detecteren zodra een object van de ene locatie naar de andere beweegt. Met de hoeveelheid verplaatsingsdetectie kunt u dus eenvoudig de dikte en hoogte van het object bepalen. Dit artikel bespreekt een overzicht van een verplaatsing transducer – werken met applicaties.
Wat is een verplaatsingstransducer?
Een verplaatsingstransducer is een elektromechanisch apparaat dat wordt gebruikt om de beweging van een object om te zetten in elektrostatische, elektromagnetische of magneto-elektrische signalen die worden gelezen en geïnterpreteerd in gegevens. Er is een breed scala aan verplaatsingstransducers zoals lineair en roterend. Deze transducers zijn ook nuttig bij het meten van de fysieke afstand tussen de sensor en een doel. De meeste verplaatsingstransducers meten statische en dynamische verplaatsingen, dus worden ze vaak gebruikt voor het meten van de trilling van een object. De gemeten verplaatsingen variëren van micro-inch tot enkele voeten.
Het werkingsprincipe van de verplaatsingstransducer is gebaseerd op het uiterst betrouwbare inductieve meetprincipe. Deze transducers zijn robuust, zeer gebruiksvriendelijk en kunnen een hoge precisie bereiken. Verplaatsingstransducers geven betrouwbare meetresultaten in verschillende gebieden van productie, onderzoek en ontwikkeling.
Schakelschema van de verplaatsingstransducer
De verplaatsingstransducer die in het onderstaande circuit wordt gebruikt, is een inductieve transducer. Deze schakeling wordt gebruikt om verplaatsing te meten met een inductieve transducer.
In het bovenstaande circuit bevat de transformator een primaire wikkeling en twee secundaire wikkelingen. De eindpunten van de twee secundaire wikkelingen zijn met elkaar verbonden, dus we kunnen verklaren dat deze twee wikkelingen eenvoudig zijn verbonden binnen serie-oppositie.
De 'VP'-spanning wordt toegepast op de primaire wikkeling van de transformator, laat de spanning die over elke secundaire wikkeling wordt ontwikkeld 𝑉𝑆1 & 𝑉𝑆2 zijn. De uitgangsspanning 'V0' wordt dus ontvangen over de eerste punten van secundaire wikkelingen. De uitgangsspanning kan dus worden geschreven als V0 = VS1 – VS2. De transformator die in het bovenstaande circuit wordt gebruikt, is de differentiaaltransformator omdat deze een o / p-spanning genereert, wat het verschil is tussen VS1 en VS2.
Als de kern zich op het centrale punt bevindt, zijn de geïnduceerde spanningen over twee wikkelingen S1 & S2 equivalent. Dus de uitgangsspanning V0=0. In deze toestand zeggen we dat er geen verplaatsing is.
Als de kern boven de centrale positie wordt verplaatst, is de emf die binnen spoel S1 wordt gegenereerd meer, d.w.z. V1> V2.
Op dezelfde manier, als de kern onder de centrale positie wordt verplaatst, is de emf die wordt gegenereerd binnen de S2-spoel meer, d.w.z. V2> V1.
Dus in deze twee gevallen hebben we twee verplaatsingen naar boven en naar beneden. In deze twee gevallen zal de grootte van de uitgangsspanning 'VO' evenredig zijn met de kernpositie ten opzichte van het midden.
Dus als we de verplaatsing van het lichaam willen meten, moeten we het lichaam verbinden met de centrale kern. Daarom, zodra het lichaam in een rechte lijn verschuift, verandert het middelpunt van de kern, dus de o / p-spanning zoals 'V0' varieert ook dienovereenkomstig. In deze toestand kunnen we de verplaatsing verkrijgen door simpelweg de o/p-spanning te meten. Dus de fase en grootte van de uitgangsspanning geven de verplaatsing en richting van het lichaam dienovereenkomstig aan.
Kalibratie verplaatsingstransducer
Over het algemeen is transducerkalibratie een essentiële vereiste om de nauwkeurigheid, herhaalbaarheid en betrouwbaarheid van de resultaten van een meetsysteem te behouden. Deze transducers zijn gebruikelijk in academische en industriële toepassingen. Het kalibreren ervan is dus meestal een tijdrovende procedure, maar door kalibratieapparatuur te gebruiken, is het heel eenvoudig door aan een knop te draaien en op een knop te drukken.
Het kalibratiesysteem van de verplaatsingstransducer is een complete oplossing om deze transducers te kalibreren met verplaatsingen tot 50,8 mm met een resolutie van 13 micron. Het kan met elk systeem worden gebruikt, hoewel het wordt geleverd met aangepaste software voor snelle en gemakkelijke kalibratie zodra het eenmaal met NI-systemen is gebruikt.
Typen verplaatsingstransducers
Er zijn verschillende soorten verplaatsingstransducers beschikbaar, ook wel verplaatsingssensoren genoemd, zoals een potentiometer, rekstrookje, capacitief en LVDT. Dus elk type wordt hieronder besproken.
Weerstandsomvormer
Een weerstandstransducer wordt ook wel een variabele weerstandstransducer genoemd omdat deze werkt volgens het principe van variabele weerstandstransductie. Deze transducer is een van de meest gebruikte verplaatsingstransducers, die wordt gebruikt om verschillende fysieke grootheden zoals druk, verplaatsing, kracht, temperatuur en trillingen te meten en deze om te zetten in een elektrisch signaal.
Capacitieve transducer
Een capacitieve transducer is een passieve transducer die werkt door externe voeding te gebruiken. Deze transducer wordt voornamelijk gebruikt om druk, verplaatsing, beweging, kracht, snelheid en andere parameters te meten. Deze transducer werkt volgens het variabele capaciteitsprincipe, dus de capaciteit van deze transducer verandert vanwege vele redenen, zoals diëlektrische constante, overlapping van platen en verandering binnen de afstand tussen de platen. Dit is een passief type waarbij gelijke en tegengestelde ladingen worden gegenereerd op de platen vanwege de aangelegde spanning over de condensatorplaat die wordt gescheiden door het diëlektrische materiaal.
Lineaire variabele differentiaaltransformator
De LVDT of lineaire variabele differentiaaltransformator is een soort verplaatsingstransducer. Deze transducer bevat drie symmetrisch uit elkaar geplaatste spoelen waarbij de primaire spoel de centrale spoel is en de overige twee spoelen secundaire spoelen zijn. Deze zijn voornamelijk in serie geschakeld en gelijk gepositioneerd ten opzichte van de hoofdspoel. Raadpleeg deze link voor meer informatie over - LVDT .
Inductieve omvormer
Een inductieve transducer is een soort verplaatsingstransducer die werkt volgens het transductie- of elektromagnetische inductieprincipe. Voor het meten van de noodzakelijke fysische grootheden zoals kracht, verplaatsing, snelheid, druk, versnelling, koppel, s onderling of zelfinductie wordt gevarieerd. Het beste voorbeeld van deze transducer is LVDT. Raadpleeg deze link voor meer informatie over inductieve transducers .
Spanningsmeter
Een verplaatsingstransducer van een rekstrookje wordt gebruikt om fysieke grootheden zoals druk, verplaatsing of belasting om te zetten in mechanische belasting, en deze mechanische belasting wordt omgezet in elektrische o/p met gemonteerde rekstrookjes op het elastische lichaam. Een rekstrookje-verplaatsingstransducer wordt voornamelijk gebruikt voor het meten van de verplaatsing in het bereik van 0 tot 10 mm. Deze transducer heeft een korte lichaamslengte in vergelijking met LVDT en is vrij van elektromagnetische effecten. Deze spanningsmetertransducers hebben zeer stabiele en betrouwbare prestaties. Raadpleeg deze link voor meer informatie over de spanningsmeter .
Voor-en nadelen
De voordelen van de verplaatsingstransducer worden hieronder besproken.
- Verplaatsingstransducers hebben een uitstekende lineariteit.
- Ze hebben een extreem hoge nauwkeurigheid.
- Ze hebben een uitstekende resolutie tot 0,01 µm.
- Deze zijn tolerant voor hoge magnetische velden, radioactieve omgevingen en brede temperatuurbereiken.
- Ze hebben een sterk ontwerp en uitstekende stabiliteit.
- Deze transducers kunnen in elke richting worden gemonteerd.
- Het stroomverbruik van LVDT's is laag.
- Deze zijn erg gevoelig en zeer gemakkelijk uit te lijnen en te onderhouden.
- Deze transducers hebben een laag hysteresisverlies.
- Het meetbereik is groter.
- Deze transducer is een wrijvingsloos apparaat.
Verplaatsing transducer nadelen worden hieronder besproken.
- De verplaatsingstransducer heeft een zeer grote verplaatsing nodig om een hoge spanning te produceren.
- Het heeft afscherming nodig omdat het erg reageert op het magnetische veld.
- De prestaties van de transducer kunnen worden beïnvloed door trillingen en temperatuurveranderingen.
- Het heeft een externe demodulator nodig om DC-uitvoer te krijgen.
- De dynamische respons van deze transducer is beperkt.
toepassingen
De toepassingen van verplaatsingstransducers omvatten het volgende.
- Verplaatsingstransducers worden gebruikt om de relatieve beweging tussen de sensortip en de roterende as te meten.
- Het wordt gebruikt in starre machines waar extreem kleine trillingen van de as naar de machinebehuizing worden overgebracht.
- Deze worden gebruikt in de industriële sector en zelfs in de publieke sector, zoals machineautomatisering, ruimtevaart en vliegtuigen, turbines, hydrauliek, enz.
- LVDT's worden gebruikt voor het meten van verplaatsingen die variëren van mm tot cms.
- Deze worden gebruikt in CNC-machines voor het meten van verplaatsing.
- Deze worden gebruikt voor de dikte en meting van gewalste metalen platen.
- Deze worden binnen kanalen gebruikt voor spanningsmeting.
- RVDT-verplaatsingstransducers worden gebruikt in vluchtregelsystemen.
- Potentiometertypes worden gebruikt voor het meten van kracht, versnelling en druk.
Dit is dus een overzicht van een verplaatsing omvormer - werkt met applicaties. Als een lichaam binnen een rechte lijn van de ene positie naar de andere verschuift, wordt de lengte tussen die twee posities daarna verplaatsing genoemd. De verplaatsing is een fysieke grootheid zoals snelheid, temperatuur, kracht, etc.
Dus een verplaatsingstransducer wordt gebruikt voor het omzetten van mechanische trillingen / beweging, met name rechtlijnige beweging in elektrische signalen, een veranderlijke elektrische stroom of spanning. Voorbeelden van verplaatsingstransducers zijn; verplaatsing en buigspanningen meten metingen van normale verplaatsing, meten van scheuren in het beton en liggerbuiging. Hier is een vraag voor u, wat is de functie van een transducer?
