Какво е линеен диференциален трансформатор

Променлив ток, протичащ в една първична бобина, може да се използва за предизвикване на променливо напрежение в две вторични бобини. Ако двете вторични намотки са идентични по своите характеристики и двата пътя на линиите на магнитното поле, преминаващи през тези бобини, също са идентични, тогава двете генерирани вторични напрежения ще бъдат равни. Устройство с тази структура се нарича диференциален трансформатор.

Диференциалният трансформатор може да има въздушна сърцевина или магнитна сърцевина.

Две вторични намотки могат да бъдат свързани или фазово, или антифазно, като в първия случай техните напрежения се добавят една към друга, а във втория случай едната се изважда от другата.

Една първична намотка се използва за задвижване на две симетрични вторични намотки, като последните могат да бъдат свързани, така че вторичните напрежения да се добавят един към друг или да се извадят един от друг.

Ако две бобини са свързани съгласно схема за изваждане, тогава при същите стойности на техните напрежения, общото вторично напрежение ще бъде равно на нула. Ако характеристиките на магнитната верига на една от тези бобини са умишлено променени в сравнение с характеристиките на магнитната верига на другата бобина, тогава двете вторични напрежения ще се различават и разликата им няма да бъде нула.

При тези условия фазата на общото вторично напрежение показва кой път от линиите на магнитното поле има най -голямо съпротивление, докато амплитудата на това напрежение отразява стойността на разликата в нежеланието.

Ако същото действие се използва за увеличаване на магнитното съпротивление на един път и за намаляване на магнитното съпротивление на другия път, тогава изходното напрежение, отразяващо това действие, достига максималната си стойност, а трансферната функция ще има възможно най -голяма линейност.

Тъй като две вторични намотки и два пътя на линиите на магнитното поле не могат да бъдат направени абсолютно еднакви, диференциалният трансформатор винаги има определено напрежение на изхода, дори с нулев полезен сигнал на входа.

Освен това характеристиките на магнитните вериги са нелинейни. В резултат на тази нелинейност се появяват дори хармонични компоненти на основната честота на приложеното напрежение на първично възбуждане, които не могат да бъдат напълно компенсирани при каквато и да е подредба на вторичните намотки.

Нежеланието на феромагнитна верига с въздушна междина е функция от ширината на пролуката с силно нелинейност. В резултат на това индуктивността на намотка, навита около такава верига, също е нелинейна функция от ширината на пролуката.

В същото време, ако има два повече или по -малко еднакви пътя на линиите на магнитното поле, всяка с въздушна междина, и ако ширината на едната междина се увеличава с намаляване на ширината на другата, тогава разликата в магнитното съпротивление на тези пътищата могат да варират достатъчно линейно.

Основните принципи на диференциалния трансформатор са въплътени на практика в различни специфични конструктивни конфигурации за много различни цели.

Линеен променлив диференциален трансформатор (LVDT) е пасивен преобразувател (сензор), който работи на принципа на взаимната индукция и може да се използва за измерване на изместване, напрежение, налягане и тегло.

Най -често те използвайкиNSможе да се използва за измерване на изместване в диапазона от няколко милиметра до сантиметри, директно преобразуванеАз съм преместване в електрически сигнал.

Индуктивността на бобината, близо или вътре в която се намира феромагнитната пръчка, е функция от координатата на положението на тази пръчка спрямо намотката със силна нелинейност.

Ако такъв прът е феромагнитна верига на някакъв диференциален трансформатор, тогава вторичното диференциално напрежение може да служи като индикатор за изместването на пръта, в зависимост достатъчно линейно от това преместване.

Първичната намотка е свързана към източник на променлив ток. Двете вторични намотки S1 и S2 имат равен брой завои и са монтирани последователно една срещу друга.

По този начин ЕМП, индуцирана в тези намотки, е 180 ° извън фаза помежду си и по този начин цялостният ефект се анулира.

Положението на симетричното феромагнитно ядро, предвидено в конструкцията на диференциалния трансформатор, може да се определи от фазата и амплитудата на вторичното напрежение.

Абсолютната разлика между двете вторични напрежения показва абсолютната стойност на изместването на пръта спрямо централното или нулевото положение, а фазата на това различно напрежение показва посоката на изместването.

В / I кривата на линеен променлив диференциален трансформатор е показана на фигурата.

Пример за използване на линеен диференциален трансформатор за осигуряване на точна обратна информация за позицията за мониторинг и управление на клапани в химически заводи, електроцентрали и селскостопанско оборудване:

Потопяеми сензори за изместване LVDT D5W:

Тези преобразуватели са предназначени за измерване на изместване и позиция. Те осигуряват точно измерване на положението на арматурата (плъзгащата се част) спрямо корпуса на сензора за изместване.

Потопяемите преобразуватели за изместване са проектирани да извършват измервания, докато са потопени в подходящи течности. Немагнитните течности могат да наводнят арматурната тръба, без това да повлияе на работата на преобразувателя. Тези преобразуватели се предлагат в версии с неконтролирано или пружинно връщане.

При автоматизиране на различни технологични процеси често се използват двустранни преобразуватели с диференциален трансформатор с феромагнитна сърцевина, който се вкарва в краищата му на равни разстояния в двете вторични бобини.

Тъй като пръчката се движи аксиално, тя се движи по -дълбоко в една от тези намотки и се простира от другата. Абсолютната разлика между двете вторични напрежения показва абсолютната стойност на изместването на пръта спрямо централното или нулевото положение, а фазата на това различно напрежение показва посоката на изместването.

Ротационен променлив диференциален трансформатор:

Ротационен променлив диференциален трансформатор е пасивен трансформатор, базиран на принципа на взаимната индукция. Използва се за измерване на ъгловото изместване.

Дизайнът му е подобен на този на линеен променлив диференциален трансформатор, с изключение на конструкцията на сърцевината.

Първичната намотка е свързана към източник на променлив ток. Двете вторични намотки S1 и S2 имат равен брой завои и са монтирани последователно една срещу друга.

Предимства на линеен диференциален трансформатор:

• Няма физически контакт между сърцевината и бобините;

• Висока надеждност;

• Бърз отговор;

• Дълъг експлоатационен живот.

Това е най -широко използваният индуктивен сензор поради високата си точност.