Претварач померања: круг, типови, рад и његове примене

Сензор положаја је тип уређаја који се користи за праћење и мерење промене унутар положаја објекта у уређају/машини или у одређеној близини и промене у сигнале који су прикладни за пренос, обраду или контролу. Доступне су различите врсте сензора положаја где је претварач померања једна специфична врста сензора положаја. Генерално, нормални сензори осећају постојање објекта, док сензори померања једноставно детектују померање када се било који објекат помери са једне локације на другу. Дакле, количина детекције померања једноставно вам омогућава да одредите дебљину и висину објекта. Овај чланак разматра преглед а претварач померања – рад са апликацијама.

Шта је претварач помака?

Претварач померања је електромеханички уређај који се користи за претварање кретања објекта у електростатичке, електромагнетне или магнетоелектричне сигнале који се читају и тумаче у податке. Постоји широк спектар претварача померања као што су линеарни и ротациони. Ови претварачи су такође корисни у мерењу физичке удаљености између сензора и мете. Већина претварача померања мери статичка и динамичка померања, тако да се често користе за мерење вибрација објекта. Измерени помаци се крећу од микро инча до неколико стопа.

Принцип рада трансдуктора померања заснован је на изузетно поузданом принципу индуктивног мерења. Ови претварачи су робусни, веома једноставни за употребу и могу постићи високу прецизност. Претварачи померања дају поуздане резултате мерења у различитим областима производње, истраживања и развоја.

Дијаграм круга претварача помака

Претварач померања који се користи у доњем колу је индуктивни претварач. Ово коло се користи за мерење помака помоћу индуктивног претварача.

У горњем колу, трансформатор укључује примарни намотај и два секундарна намотаја. Крајње тачке два секундарна намотаја су повезане заједно, тако да можемо изјавити да су ова два намотаја једноставно повезана унутар серијске опозиције.

Напон 'ВП' се примењује на примарном намотају трансформатора, нека напон развијен на сваком секундарном намотају буде 𝑉𝑆1 & 𝑉𝑆2. Дакле, излазни напон 'В0' се прима преко првих тачака секундарних намотаја. Дакле, излазни напон се може записати као В0 = ВС1 – ВС2. Трансформатор који се користи у горњем колу је диференцијални трансформатор јер генерише о/п напон, што је разлика између ВС1 и ВС2.

Ако је језгро позиционирано у централној тачки, онда су индуковани напони на два намотаја С1 и С2 еквивалентни. Дакле, излазни напон В0=0. У овом стању кажемо да нема померања.

Ако је језгро померено изнад централног положаја, онда је емф генерисана унутар завојнице С1 већа, тј. В1>В2.

На исти начин, ако је језгро померено испод централног положаја, онда је емф генерисана унутар С2 завојнице већа, тј. В2>В1.

Дакле, у ова два случаја имамо два померања нагоре и наниже. У ова два случаја, величина излазног напона „В0“ биће пропорционална положају језгра у односу на центар.

Дакле, ако желимо да измеримо померање тела онда морамо повезати тело са централним језгром. Стога, када се тело помери праволинијски, тада се мења средња тачка језгра, тако да се напон о/п као што је „В0“ такође варира у складу са тим. У овом стању, померање можемо добити једноставним мерењем о/п напона. Дакле, фаза и величина излазног напона означавају сходно томе померање и смер тела.

Калибрација трансдуктора померања

Генерално, калибрација сонде је суштински захтев за одржавање тачности, поновљивости и поузданости резултата добијених из мерног система. Ови претварачи су уобичајени у академским и индустријским апликацијама. Дакле, њихова калибрација је обично дуготрајна процедура, међутим, коришћењем апарата за калибрацију, врло је лако окретањем дугмета и притиском на дугме.

Систем калибрације претварача помака је комплетно решење за калибрацију ових претварача са помацима до 50,8 мм са резолуцијом од 13 микрона. Користи се са било којим системом, иако долази са прилагођеним софтвером који омогућава брзу и лаку калибрацију када се једном користи са НИ системима.

Типови претварача померања

Доступни су различити типови претварача померања који су такође познати као сензори померања као што су потенциометар, мерач напрезања, капацитивни и ЛВДТ. Дакле, сваки тип је разматран у наставку.

Ресистиве Трансдуцер

Отпорни претварач се назива и претварач променљивог отпора јер ради на принципу трансдукције променљивог отпора. Овај претварач је један од најчешће коришћених претварача померања, који се користи за мерење различитих физичких величина као што су притисак, померање, сила, температура и вибрације и претвара их у електрични сигнал.

Цапацитиве Трансдуцер

Капацитивни претварач је пасивни претварач који ради коришћењем спољашњег напајања. Овај претварач се углавном користи за мерење притиска, померања, кретања, силе, брзине и других параметара. Овај претварач ради на принципу променљиве капацитивности, тако да се капацитивност овог претварача мења због многих разлога као што су диелектрична константа, преклапање плоча и промена унутар удаљености између плоча. Ово је пасивни тип где се једнака и супротна наелектрисања стварају на плочама због примењеног напона на плочи кондензатора који је одвојен кроз диелектрични материјал.

Линеарни променљиви диференцијални трансформатор

ЛВДТ или линеарни варијабилни диференцијални трансформатор је једна врста претварача помака. Овај претварач укључује три симетрично распоређене калемове где је примарни калем средишњи, а преостала два намотаја су секундарни. Они су углавном повезани серијски и позиционирани једнако у односу на главни калем. Молимо погледајте ову везу да бисте сазнали више о – ЛВДТ .

Индуцтиве Трансдуцер

Индуктивни претварач је једна врста претварача помака који ради на принципу трансдукције или електромагнетне индукције. За мерење потребних физичких величина као што су сила, померај, брзина, притисак, убрзање, обртни момент, с међусобна или самоиндуктивност варира. Најбољи пример овог претварача је ЛВДТ. Молимо погледајте ово на овој вези да бисте сазнали више о томе индуктивни претварачи .

Страин Гауге

Претварач померања мерача напрезања се користи за промену физичких величина као што су притисак, померање или оптерећење у механичко напрезање, а ово механичко напрезање се мења у електрично о/п са монтираним мерачем напрезања на еластичном телу. Претварач померања мерача напрезања се углавном користи за мерење помака у опсегу од 0 до 10 мм. Овај претварач има кратку дужину тела у поређењу са ЛВДТ-ом и нема електромагнетне ефекте. Ови мерачи напрезања имају веома стабилне и поуздане перформансе. Молимо погледајте ово на овој вези да бисте сазнали више о мерач напрезања .

Предности и мане

Предности трансдуктора померања су разматране у наставку.

• Претварачи померања имају одличну линеарност.
• Имају изузетно високу прецизност.
• Имају изванредну резолуцију до 0,01 µм.
• Они су толерантни на висока магнетна поља, радиоактивна окружења и широке температурне опсеге.
• Имају снажан дизајн и одличну стабилност.
• Ови претварачи се могу монтирати у било ком правцу.
• Потрошња енергије ЛВДТ-а је ниска.
• Они су веома осетљиви и веома лаки за поравнавање и одржавање.
• Ови претварачи имају низак губитак хистерезе.
• Опсег мерења је већи.
• Овај претварач је уређај без трења.

Недостаци претварача померања се разматрају у наставку.

• Претворнику помака је потребан веома велики помак да би произвео висок напон.
• Потребна му је заштита јер веома реагује на магнетно поље.
• На перформансе претварача могу утицати вибрације као и промене температуре.
• Потребан му је екстерни демодулатор да добије ДЦ излаз.
• Динамички одзив овог претварача је ограничен.

Апликације

Примене претварача померања укључују следеће.

• Претварачи померања се користе за мерење релативног кретања између врха сензора и ротирајућег вратила.
• Користи се у крутим машинама где год се преносе изузетно мале вибрације са осовине на кућиште машине.
• Користе се у индустријском сектору, па чак иу јавном сектору као што су аутоматизација машина, ваздухопловство и авиони, енергетске турбине, хидраулика итд.
• ЛВДТ се користе за мерење помака који се крећу од мм до цмс.
• Користе се у ЦНЦ машинама за мерење помака.
• Користе се за дебљину и мерење ваљаних металних лимова.
• Они се користе унутар канала за мерење напетости.
• РВДТ претварачи помака се користе у оквиру система контроле лета.
• Типови потенциометара се користе за мерење силе, убрзања и притиска.

Дакле, ово је преглед померања претварач – радни са апликацијама. Ако се тело помера из једног положаја у други унутар праве линије, након тога дужина између та два положаја се назива померањем. Померање је физичка величина попут брзине, температуре, силе итд.

Дакле, претварач померања се користи за претварање механичких вибрација/кретања, посебно праволинијског кретања у електричне сигнале, променљиву електричну струју или напон. Примери претварача померања су; деформације померања и савијања мерењем нормалног помака, мерењем пукотина унутар бетона и кривином носача. Ево питања за вас, која је функција претварача?