LVDTLinear Variable Differential

Transformer

SENSOR DE POSICIÓN O DESPLAZAMIENTO LINEAL

M. En C. Teth Azrael Cortés Aguilar

Cuestionario

1. ¿En función de que variable física esta el voltaje de salida del sensor LVDT?

2. ¿Cuántas bobinas tiene un sensor LVDT?

3. ¿Qué frecuencia se usa para excitar la bobina primaria del sensor LVDT?

4. ¿Por qué el LVDT es un sensor diferencial?

5. ¿Cuáles son los limites para que el sensor LVDT presente un comportamiento lineal?

6. ¿Cuáles son los dos circuitos que utiliza el acondicionador de señal del sensor LVDT?

7. Menciones 4 aplicaciones de los sensores LVDT en procesos industriales automatizados.

Instrucciones. Contesta las siguientes preguntas en el transcurso de la presentación.

El transformador diferencial de variación lineal LVDT es un tipode transformador eléctrico utilizado para medirdesplazamientos lineales. El transformador posee tres bobinassolenoidales dispuestas extremo con extremo alrededor de untubo. La bobina central es el devanado primario y las externasson los secundarios. Un centro ferromagnético de formacilíndrica, sujeto al objeto cuya posición desea ser medida, sedesliza con respecto al eje del tubo.

Cuando una corriente alterna circula a través del primario, causa un voltaje que es inducido a cadasecundario proporcionalmente a la inductancia mutua con el primario. La frecuencia del osciladorque causa la corriente alterna está en el rango de 1 a 10 kHz.

A medida que el núcleo se mueve, la inductancia mutua cambia, causando que el voltaje inducidoen el secundario cambie. Las bobinas están conectadas en serie pero invertidas, así que el voltajede salida es la diferencia entre los dos voltajes secundarios. Cuando el núcleo está en su posicióncentral, se encuentra equidistante a los dos secundarios, los voltajes inducidos son iguales pero designo opuesto, así que el voltaje de salida es cero.

Cuando el núcleo es desplazado en una dirección, el voltaje en una bobina aumenta mientras queen la otra disminuye, causando que el voltaje de salida también aumente desde cero hasta sumáximo. Este voltaje tiene la misma fase que el voltaje del primario. La magnitud del voltaje desalida es proporcional a la distancia en que fue desplazado el núcleo por eso el dispositivo esdescrito como lineal. La fase del voltaje indica la dirección del desplazamiento.

Debido a que el núcleo deslizante no toca el interior del tubo, puede moverse prácticamentesin fricción, haciendo del LVDT un dispositivo muy fiable. La ausencia de contactos deslizantes orotatorios permite que el LVDT sea completamente sellado.

Los LVDT son usados para larealimentación de posición enservomecanismos y para lamedición automática enherramientas y muchos otrosusos industriales y científicos.

El LVDT provee una relación lineal entre el desplazamiento y el voltaje, mientras el núcleo seexponga a todas las espiras del bobinado primario. Los sensores de posición lineal LVDT estándisponibles para medir movimientos de unas pocas millonésimas partes de pulgada hasta variaspulgadas , mas de 20 pulgadas.

ACONDICIONAMIENTO Y AMPLIFICACIÓN DE LA SEÑAL.

El LVDT suministra una señal alterna cuyas variaciones deamplitud y de fase representan la magnitud y el sentido de lafuerza a medir. Para demodular la señal se emplea undemulador pasivo a base de diodos. Se pierde algo delinealidad pero en cambio se prescinde del reajuste de fase.Es de notar que entre los diodos y el amplificador no mediaresistencia alguna, con lo que se eliminan las pérdidas de lasseñales de salida en los dos secundarios que sufren la mismarectificación. La diferencia de magnitud es captada por unamplificador diferencial de corriente continua con cambio depolaridad cuando el núcleo pada por la posición neutral. Sipredomina la señal aplicada en la entrada no inversora, elamplificador proporciona una tensión positiva; si por elcontrario predomina la señal aplicada en la entrada inversorala salida es negativa.