Kaj je linearni diferencialni transformator

Izmenični tok, ki teče v eni primarni tuljavi, se lahko uporabi za indukcijo izmenične napetosti v dveh sekundarnih tuljavah. Če sta obe sekundarni navitji enaki po svojih značilnostih in sta tudi dve poti silnic magnetnega polja, ki potekata skozi ti tuljavi, enaki, bosta ustvarjeni sekundarni napetosti enaki. Naprava s to strukturo se imenuje diferencialni transformator.

Diferencialni transformator ima lahko zračno ali magnetno jedro.

Dva sekundarna navitja sta lahko povezana v fazi ali protifazi, v prvem primeru se njuni napetosti seštevata, v drugem primeru pa se ena od druge odšteje.

Primarno navitje se uporablja za pogon dveh simetričnih sekundarnih navitij, od katerih je slednje mogoče povezati tako, da se sekundarne napetosti seštevajo ali odštevajo.

Če sta dve tuljavi povezani v skladu s shemo odštevanja, bo pri enakih vrednostih njunih napetosti skupna sekundarna napetost enaka nič.Če se značilnosti magnetnega vezja ene od teh tuljav namenoma spremenijo v primerjavi z značilnostmi magnetnega vezja druge tuljave, se bosta sekundarni napetosti razlikovali in njuna razlika ne bo enaka nič.

Pod temi pogoji faza skupne sekundarne napetosti kaže, katera pot magnetnih silnic ima največji upor, medtem ko amplituda te napetosti odraža vrednost razlike upora.

Če se isto dejanje uporabi za povečanje magnetne upornosti ene poti in zmanjšanje magnetne upornosti druge poti, potem izhodna napetost, ki odraža to delovanje, doseže največjo vrednost in prenosna funkcija bo imela največjo možno linearnost.

Ker nobenih dveh sekundarnih navitij in nobenih dveh poti magnetnih silnic ni mogoče narediti povsem enakih, ima diferencialni transformator vedno določeno izhodno napetost, tudi če na vhodu ni nič koristnega signala.

Poleg tega so lastnosti magnetnih vezij nelinearne. Zaradi te nelinearnosti se pojavijo celo harmonične komponente osnovne frekvence uporabljene primarne vzbujalne napetosti, ki jih ni mogoče v celoti kompenzirati pri nobeni razporeditvi sekundarnih navitij.

Odpornost feromagnetnega vezja z zračno režo je funkcija širine reže z močno nelinearnostjo. Posledično je tudi induktivnost tuljave, navite okoli takega vezja, nelinearna funkcija širine reže.

Hkrati, če obstajata dve bolj ali manj enaki poti silnic magnetnega polja, vsaka z zračno režo, in če se širina ene reže povečuje, ko se širina druge zmanjšuje, potem je razlika v magnetnem uporu teh poti se lahko spreminjajo dovolj linearno.

Osnovna načela diferenčnega transformatorja so v praksi utelešena v različnih specifičnih konstrukcijskih konfiguracijah za številne različne namene.

Linearni variabilni diferencialni transformator (LVDT) je pasivni pretvornik (senzor), ki deluje na principu medsebojne indukcije in se uporablja za merjenje pomikov, deformacij, tlakov in teže.

Najpogosteje se z uporabo NS lahko uporabijo za merjenje premika v območju od nekaj milimetrov do centimetrov, pri čemer se premik I'm neposredno pretvori v električni signal.

Induktivnost tuljave, blizu ali znotraj katere se nahaja feromagnetna palica, je funkcija koordinate položaja te palice glede na tuljavo z močno nelinearnostjo.

Če je taka palica feromagnetno vezje nekega diferenčnega transformatorja, potem lahko sekundarna diferencialna napetost služi kot indikator premika palice, ki je dovolj linearno odvisna od tega premika.

Primarno navitje je priključeno na vir izmeničnega toka. Dva sekundarna navitja S1 in S2 imata enako število ovojev in sta zaporedno nameščena drug nasproti drugega.

Tako je elektromagnetno polje, inducirano v teh navitjih, za 180° v nasprotju s fazo in tako se celotni učinek izniči.

Položaj simetričnega feromagnetnega jedra, predvidenega v zasnovi diferenčnega transformatorja, je mogoče določiti iz faze in amplitude sekundarne napetosti.

Absolutna razlika med obema sekundarnima napetostima kaže absolutno vrednost premika palice glede na središče ali ničelni položaj, faza te različne napetosti pa kaže smer premika.

Krivulja B / I linearnega spremenljivega diferencialnega transformatorja je prikazana na sliki.

Primer uporabe linearnega diferencialnega transformatorja za zagotavljanje natančne povratne informacije o položaju za nadzor in krmiljenje ventilov v kemičnih obratih, elektrarnah in kmetijski opremi:

Potopni senzorji pomika LVDT D5W:

Ti pretvorniki so zasnovani za merjenje premika in položaja. Omogočajo natančno merjenje položaja armature (drsnega dela) glede na ohišje senzorja pomikov.

Potopni pretvorniki pomika so zasnovani za izvajanje meritev, ko so potopljeni v ustrezne tekočine. Nemagnetne tekočine lahko preplavijo armaturno cev, ne da bi vplivale na delovanje pretvornika. Ti pretvorniki so na voljo v različicah z nekontrolirano ali povratno vzmetjo.

Pri avtomatizaciji različnih tehnoloških procesov se pogosto uporabljajo bilateralni pretvorniki z diferenčnim transformatorjem s feromagnetnim jedrom, ki je na svojih koncih na enaki razdalji vstavljen v obe sekundarni tuljavi.

Ko se palica premika osno, se premakne globlje v eno od teh tuljav in se razteza od druge.Absolutna razlika med obema sekundarnima napetostima kaže absolutno vrednost premika palice glede na središče ali ničelni položaj, faza te različne napetosti pa kaže smer premika.

Rotacijski AC diferencialni transformator:

Vrtljivi variabilni diferenčni transformator je pasivni transformator, ki temelji na principu medsebojne indukcije. Uporablja se za merjenje kotnega premika.

Njegova zasnova je podobna zasnovi linearnega spremenljivega diferencialnega transformatorja, razen konstrukcije jedra.

Primarno navitje je priključeno na vir izmeničnega toka. Dva sekundarna navitja S1 in S2 imata enako število ovojev in sta zaporedno nameščena drug nasproti drugega.

Prednosti linearnega diferencialnega transformatorja:

• Med jedrom in tuljavami ni fizičnega stika;

• Visoka zanesljivost;

• Hiter odziv;

• Dolga življenjska doba.

Je najbolj razširjen induktivni senzor zaradi svoje visoke natančnosti.