I. Cảm biến chuyển vị LVDT là gì?

LVDT là từ viết tắt của Linear Variable Differential Transformer. Nó là một loại đầu dò phổ biến có thể chuyển đổi chuyển động thẳng của một vật đo thành tín hiệu điện tương ứng. Cảm biến vị trí tuyến tính LVDT sẵn có có thể đo các chuyển động nhỏ từ vài phần triệu inch đến vài inch, nhưng cũng có khả năng đo các vị trí lên đến ± 30 inch (± 0,762 mét).

LVDT  bao gồm một ống hình trụ, bên trong có chứa một thanh đo. Phần đế của ống được gắn vào một vị trí cố định, và phần cuối của thanh được gắn vào vật cần đo chuyển động.

Thanh đo không chạm vào bên trong ống, khiến nó hầu như không có ma sát và thành phần cấu tạo LVDT không chứa linh kiện điện tử, khiến nó được sử dụng phổ biến trong môi trường đo khắc nghiệt.

II. Cấu tạo của cảm biến chuyển vị LVDT

III. Ưu nhược điểm cảm biến LVDT

Ưu điểm của cảm biến LVDT

• Các phép đo có độ chính xác cao và lặp lại
• Tuổi thọ cao do hoạt động hầu như không ma sát
• Có sẵn đo từ micromet đến 0,7 m
• Đầu ra tuyệt đối
• Có nhiều loại và kích cỡ dành cho các ứng dụng khác nhau.

Nhược điểm cảm biến LVDT

• Các phép đo có thể bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ môi trường
• Yêu cầu kích thích AC.

IV. Ứng dụng của cảm biến LVDT 

- Cảm biến LVDT chạm tiêu chuẩn

- Cảm biến LVDT cảm ứng lực chạm siêu nhẹ

- Cảm biến LVDT cảm ứng loại nhỏ

- Cảm biến LVDT đầu ra tín hiệu điện áp

- Cảm biến LVDT cảm ứng chuyên dụng

Nhà cung cấp cảm biến phải đảm bảo rằng có cảm biến LVDT phù hợp theo nhu cầu của bạn. Đối tác phù hợp sẽ có kinh nghiệm và chuyên môn để hướng dẫn bạn trong suốt quá trình và đưa ra lời khuyên thích hợp. Họ cũng nên cung cấp dịch vụ tùy chỉnh giải pháp đo lường, nếu bạn yêu cầu. 
 

Cảm biến LVDT là một công cụ đo lường cần thiết và được sử dụng rộng rãi, cũng như các giải pháp đo lường khác, điều quan trọng là bạn phải có bộ chuyển đổi tuyến tính chất lượng cao, phù hợp cho ứng dụng của mình. Nhà cung cấp thiết bị đo lường của bạn phải đảm bảo điều đó.

VI. Tại sao bạn chọn cảm biến LVDT?

Đặc trưng kỹ thuật nào của cảm biến LVDT sẽ phù hợp với nhu cầu đo lường của bạn? Tại sao lại chọn cảm biến LVDT chứ không phải các loại cảm biến khác?

Dưới đây là một số đặc trưng kỹ thuật của loại cảm biến LVDT khiến nó được ưu tiên lựa chọn.

1. Hoạt động không có ma-sát

Một trong những tính năng quan trọng nhất của LVDT là hoạt động không có ma sát. Trong quá trình sử dụng bình thường, không có tiếp xúc cơ học giữa lõi và cụm cuộn dây của LVDT, do đó không có cọ xát, kéo hoặc các nguồn ma sát khác. Tính năng này đặc biệt hữu ích trong việc kiểm tra vật liệu, đo độ dịch chuyển rung động và đo kích thước yêu cầu độ phân giải cao.

2. Độ phân giải gần như không có giới hạn

Vì LVDT hoạt động dựa trên các nguyên tắc ghép nối điện từ trong một cấu trúc không có ma sát, nó có thể đo lường những thay đổi nhỏ bất kỳ của vị trí đo. Khả năng phân giải vô hạn này chỉ bị giới hạn bởi nhiễu trong bộ điều hòa tín hiệu LVDT và độ phân giải của màn hình đầu ra. Chính những yếu tố này cho LVDT đạt được độ lặp lại cao vượt trội.

3. Tuổi thọ cơ học không giới hạn

Bởi vì thông thường không có tiếp xúc giữa lõi và cấu trúc cuộn dây của LVDT, không có bộ phận nào có thể cọ xát với nhau hoặc bị mòn. Điều này có nghĩa là LVDT có tuổi thọ cơ học không giới hạn. Yếu tố này đặc biệt quan trọng trong các ứng dụng có độ tin cậy cao như máy bay, vệ tinh và phương tiện vũ trụ, và các cơ sở lắp đặt hạt nhân. Nó cũng đáp ứng rất tốt trong nhiều hệ thống điều khiển quy trình sản xuất công nghiệp, kiểm tra chất lượng và tự động hóa.

4.  Độ bền cao trong trường hợp cảm biển bị di chuyển quá mức

Bên trong của hầu hết các LVDT được mở ở cả hai đầu. Trong trường hợp khoảng đo vượt mức ngoài dự kiến, lõi có thể đi qua hoàn toàn cụm cuộn cảm biến mà không gây hư hỏnMôi trường mạnh mẽ
Các vật liệu và kỹ thuật xây dựng được sử dụng để lắp ráp LVDT dẫn đến một cảm biến bền, chắc chắn, hoạt động mạnh mẽ trong nhiều điều kiện môi trường khác nhau. Sau đó, liên kết của các cuộn dây được bao bọc bằng epoxy vào vỏ máy, dẫn đến khả năng chống ẩm và độ ẩm vượt trội, cũng như khả năng chịu tải va đập đáng kể và mức độ rung động cao ở tất cả các trục. Và lá chắn từ tính có độ thẩm thấu cao bên trong giảm thiểu tác động của các trường AC bên ngoài. Cả vỏ và lõi đều được làm bằng kim loại chống ăn mòn, với vỏ cũng hoạt động như một lá chắn từ tính bổ sung. Và đối với những ứng dụng mà cảm biến phải chịu được tiếp xúc với hơi và chất lỏng dễ cháy hoặc ăn mòn, hoặc hoạt động trong chất lỏng có áp suất, vỏ và cụm cuộn dây có thể được hàn kín bằng nhiều quy trình hàn khác nhau. Các LVDT thông thường có thể hoạt động trong một phạm vi nhiệt độ rất rộng, nhưng, nếu được yêu cầu, chúng có thể được sản xuất để hoạt động ở nhiệt độ lạnh hoặc, sử dụng vật liệu đặc biệt, hoạt động ở nhiệt độ cao và mức bức xạ được tìm thấy trong nhiều lò phản ứng hạt nhân.g. Tính bất khả xâm phạm đối với quá tải vị trí đầu vào này làm cho LVDT trở thành cảm biến thích hợp cho các ứng dụng như máy kéo nén.

5. Độ nhạy theo hướng chuyển động

LVDT phản ứng với chuyển động của lõi dọc theo trục của cuộn dây, nhưng nhìn chung không nhạy cảm với chuyển động ngang trục của lõi hoặc vị trí hướng tâm. Do đó, LVDT thường có thể hoạt động mà không có tác dụng phụ nào trong các ứng dụng liên quan đến các bộ phận chuyển động lệch, không di chuyển chính xác theo phương thẳng đứng.

6. Ít bị tác động bởi các yếu tố môi trường

Các vật liệu và kỹ thuật xây dựng được sử dụng để lắp ráp LVDT làm cho nó  thành một cảm biến bền, chắc chắn, hoạt động mạnh mẽ trong nhiều điều kiện môi trường khác nhau. Sau đó, liên kết của các cuộn dây được bao bọc bằng epoxy vào vỏ máy, dẫn đến khả năng chống ẩm vượt trội, cũng như khả năng chịu va đập mạnh và mức độ rung động cao của các trục. Và lá chắn từ tính có độ thẩm thấu cao bên trong giảm thiểu tác động của các trường điện bên ngoài. Cả vỏ và lõi đều được làm bằng kim loại chống ăn mòn, với vỏ cũng hoạt động như một lá chắn từ tính bổ sung. Và đối với những ứng dụng mà cảm biến phải chịu được tiếp xúc với hơi và chất lỏng dễ cháy hoặc ăn mòn, hoặc hoạt động trong chất lỏng có áp suất, vỏ và cụm cuộn dây có thể được hàn kín bằng nhiều quy trình hàn khác nhau. Các LVDT thông thường có thể hoạt động trong một phạm vi nhiệt độ rất rộng, nhưng, nếu được yêu cầu, chúng có thể được sản xuất để hoạt động ở nhiệt độ lạnh hoặc, sử dụng vật liệu đặc biệt, hoạt động ở nhiệt độ cao và mức bức xạ cao.

7. Khả năng trở về vị trí số 0 sau mỗi lần đo

Vị trí của điểm số 0 nội tại của LVDT cực kỳ ổn định và có thể lặp lại, ngay cả trong phạm vi biến thiên nhiệt độ rất rộng. Điều này làm cho LVDT hoạt động tốt như một cảm biến vị trí trong các hệ thống điều khiển và các thiết bị cân bằng servo hiệu suất cao.

8. Phản hồi nhanh

Việc không có ma sát trong quá trình hoạt động bình thường cho phép LVDT phản ứng rất nhanh với những thay đổi ở vị trí lõi. Bản thân phản ứng động của cảm biến LVDT chỉ bị giới hạn bởi các tác động quán tính của khối lượng nhẹ của lõi. Thông thường, phản ứng của hệ thống cảm biến LVDT được xác định bởi các đặc tính của bộ điều hòa tín hiệu.

9.  Giá trị đo là tuyệt đối

LVDT là thiết bị cho kết quả đo ở đầu ra là tuyệt đối, trái ngược với thiết bị đầu ra tăng dần. Điều này có nghĩa là trong trường hợp mất điện, dữ liệu vị trí được gửi từ LVDT sẽ không bị mất. Khi hệ thống đo được khởi động lại, giá trị đầu ra của LVDT sẽ giống như trước khi mất điện.