LVDT Linear 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 líneas de producción industrial.

Instrucciones. Anotar las siguientes preguntas y contestarlas en el transcurso de la presentación. Enviar por correo electrónico.

El transformador diferencial de variación lineal LVDT es un tipo de transformador eléctrico utilizado para medir desplazamientos lineales. El transformador posee tres bobinas solenoidales dispuestas extremo con extremo alrededor de un tubo. La bobina central es el devanado primario y las externas son los secundarios. Un centro ferromagnético de forma cilíndrica, sujeto al objeto cuya posición desea ser medida, se desliza con respecto al eje del tubo.

Cuando una corriente alterna circula a través del primario, causa un voltaje que es inducido a cada secundario proporcionalmente a la inductancia mutua con el primario. La frecuencia del oscilador que 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 inducido en el secundario cambie. Las bobinas están conectadas en serie pero invertidas, así que el voltaje de salida es la diferencia entre los dos voltajes secundarios. Cuando el núcleo está en su posición central, se encuentra equidistante a los dos secundarios, los voltajes inducidos son iguales pero de signo opuesto, así que el voltaje de salida es cero. Cuando el núcleo es desplazado en una dirección, el voltaje en una bobina aumenta mientras que en la otra disminuye, causando que el voltaje de salida también aumente desde cero hasta su máximo. Este voltaje tiene la misma fase que el voltaje del primario. La magnitud del voltaje de salida es proporcional a la distancia en que fue desplazado el núcleo por eso el dispositivo es descrito 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 prácticamente sin fricción, haciendo del LVDT un dispositivo muy fiable. La ausencia de contactos deslizantes o rotatorios permite que el LVDT sea completamente sellado.

Los LVDT son usados para la realimentación de posición en servomecanismos y para la medición automática en herramientas y muchos otros usos industriales y científicos.

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

ACONDICIONAMIENTO Y AMPLIFICACIÓN DE LA SEÑAL. El LVDT suministra una señal alterna cuyas variaciones de amplitud y de fase representan la magnitud y el sentido de la fuerza a medir. Para demodular la señal se emplea un demulador pasivo a base de diodos. Se pierde algo de linealidad pero en cambio se prescinde del reajuste de fase. Es de notar que entre los diodos y el amplificador no media resistencia alguna, con lo que se eliminan las pérdidas de las señales de salida en los dos secundarios que sufren la misma rectificación. La diferencia de magnitud es captada por un amplificador diferencial de corriente continua con cambio de polaridad cuando el núcleo pada por la posición neutral. Si predomina la señal aplicada en la entrada no inversora, el amplificador proporciona una tensión positiva; si por el contrario predomina la señal aplicada en la entrada inversora la salida es negativa.