Utilizarea de sonde LVDT și traductoare liniare pentru controlul dimensional și geometric

I Traductoarele LVDT permit măsurători de precizie pe piese mecanice sau pe orice obiect care poate fi măsurat cu o sondă de contact.

Combinate cu amplificatoare de semnal speciale, acestea permit măsurarea caracteristicilor dimensionale (grosimi, lățimi, poziții, înălțimi, diametre, ovală) și geometric (planeitate, paralelism, perpendicularitate, oscilație, excentricitate și coaxialitate) cu precizie milesimală chiar și pe piese mecanice complexe.

Traductoarele LVDT cu sistem de antrenare cu arc (cu preîncărcare mecanică fixă) sau traductoarele LVDT cu acționare pneumatică sunt adecvate în special pentru sistemele automate de măsurare.

Unele familii de sonde LVDT pot fi realizate cu un mecanism de deplasare bazat pe vid.

Sunt posibile traductoare cu ieșire de cablu radial, cu ieșire de cablu axial sau cu sistem de conectare rapidă și deconectare.

RODER produce sisteme complete "la cheie" constând din sonde LVDT, amplificatoare și controlere electronice, sisteme de achiziție de date, software pentru control statistic și mecanic special concepute.

Sistemele de măsurare RODER găsesc aplicații în numeroase sectoare industriale: mecanica de precizie, prelucrarea tablelor, modelarea plasticului, electro-medical, metalurgic și fier și oțel.


Aplicații ale traductoarelor LVDT

Aplicațiile tipice ale sistemelor de măsurare bazate pe traductoarele LVDT sunt legate de măsurarea pieselor mecanice, produse în materiale plastice, în sectorul sticlei, în sectorul procesării deformării.

Măsurări dimensionale și geometrice și verificări ale pieselor ștanțate și tăiate

Sondele LVDT, combinate cu sistemele MODULCHECK de producție RODER, permit măsurarea în timp rapid și direct în linia de producție a planeitatea pieselor turnate, feliate, laminate sau turnate sub presiune. Măsurarea planeității este efectuată cu un tablou de senzori capabil să detecteze diferențe în comparație cu un master de calibrare certificat. Rezultatul testului este o cartografiere a zonelor verificate cu valoarea numerică relativă a abaterii de la forma ideală.

O prezentare grafică foarte intuitivă vă permite să determinați rapid și în mod sigur zonele de neconformitate. Toate datele obținute pot fi utilizate pentru calcule statistice (Sigma, Cp, Cpk, Cm, Cmk) sau pentru realizarea cardurilor de control (XS, XR, tendința procesului, distribuția populației).

Verificări de formă pe particule mari

Sondele LVDT, combinate cu sistemele MODULCHECK produse de RODER, permit controlul formei obiectelor de orice dimensiune și material. Verificarea formei se realizează prin comparație cu a maestru de referință și toate diferențele sunt evidențiate rapid și intuitiv. Este posibil să se genereze semnale de toleranță sau de neconformitate parțială a produsului. Sistemul poate fi instalat și în zone de control robotizat și bănci de control automat nesupravegheate. În această configurație, toate operațiunile de verificare pot fi controlate direct de un PLC sau un sistem de producție automat.

Măsurări de oscilare și excentricitate pe piese rotative

Sonde LVDT, combinate cu sisteme MODULCHECK produse de RODER, permite determinarea caracteristicilor geometrice ale pieselor supuse rotației pe hayon. Este astfel posibilă măsurarea diametrelor, ovalizărilor și oscilațiilor, dar și rotunjimea, cilindricitatea și datele profilului radial al obiectului (important în aplicații precum măsurarea arborilor cu came). Măsurarea poate fi achiziționată și prin mașini de măsură special concepute pentru acest tip de control în laboratorul metrologic sau în linia de producție (mașini de măsurare 3D, profilometre, mașini optice).

Caracteristici comune ale sistemelor propuse de RODER

  • Repetabilitate excelentă, durabilitate și longevitate.
  • Toate sondele LVDT RODER sunt montate pe rulmenți cu bile, cu excepția sondelor axiale miniaturale.
  • Ghidajul rulmentului cu bile este foarte insensibil la forțele radiale exercitate pe tija de măsurare. Un dispozitiv anti-rotație asigură mișcarea perfectă a sistemului de ghidare mecanică.
  • Ghidajele sondelor axiale sunt foarte protejate împotriva pătrunderii lichidelor (uleiului) sau solidelor (prafului) prin burduf de protecție de calitate elastomerică.
  • Inserțiile (inserțiile de măsurare) pot fi înlocuite sau înlocuite. O gamă largă de forme și dimensiuni geometrice este disponibilă.
  • Forța de măsurare poate fi reglată prin schimbarea arcului, în funcție de modelul sondei.
  • Diametrul carcasei sondei de 8 mm. Poate fi blocat pe întreaga lungime.
  • Grad de protecție IP65 conform IEC 60529.
  • O gamă largă de accesorii, inclusiv inserții de măsurare, seturi de arcuri etc.
  • Sonde LVDT compatibile cu echipamente de măsurare de la alți producători disponibili la cerere.

RODER oferă o familie completă de senzori LVDT (sonde electronice analogice) și instrumente de măsurare dedicate pentru aplicațiile cele mai solicitante.

Sonde standard LVDT RODER

Sondele standard, cunoscute și sub numele de sonde jumătate de pod, funcționează conform principiului electric al cuplajului magnetic. Sondele LVDT pot fi utilizate în combinație cu instrumente de măsurare de la alți producători, pentru a obține o gamă completă de măsurători și măsurători geometrice.

Aceste sonde sunt cunoscute sub denumirea de sonde LVDT (Linear Variable Differential Transformer). Toate sondele electronice RODER pot fi utilizate atât cu instrumente manuale, interne sau externe, sau în combinație cu alte instrumente și suporturi de măsură tipice.

RODER este capabil să furnizeze sonde axiale cu deplasare liniară a tijei de măsurare, sonde unghiulare cu pârghie de înclinare sau sonde de ghidare paralele, special concepute pentru dispozitive cu mai multe cote și orice alte echipamente pentru controlul în proces, permițând astfel salvarea multor componente ale ansamblu, care, cu foarte puține excepții, efectuează în esență măsurători comparative.

Pe baza unui maestru principal, care poate fi un bloc de măsurare, un inel de reglaj sau orice altă piesă acceptată ca atare, sunt comparate dimensiuni diferite ale piesei testate - Toate măsurările sunt făcute cu precizie ridicată.

Ce este un LVDT?

LVDT înseamnă transformator diferențial variabil liniar. Este un tip de traductor electromecanic capabil să transforme mișcarea rectilinie a unui obiect la care este cuplat mecanic într-un semnal electric corespunzător. Senzorii de poziție liniară LVDT sunt capabili să măsoare mișcări de câteva milioane de milimetri până la câțiva milimetri.

Structura internă a senzorului LVDT constă dintr-o înfășurare primară centrată între o pereche de înfășurări secundare, distanțate simetric de la primarul. Bobinele sunt înfășurate pe un singur suport termic stabil, încapsulate împotriva umidității, înfășurate într-un scut magnetic cu permeabilitate ridicată și apoi fixate într-o carcasă cilindrică din oțel inoxidabil. Acest ansamblu de bobine este de obicei elementul staționar al senzorului de poziție.

Elementul în mișcare al unui LVDT este o armătură tubulară separată realizată dintr-un material magnetic permeabil. Aceasta se numește miezul, care este liber să se deplaseze axial în orificiul gol al bobinei și cuplat mecanic la obiectul a cărui poziție este măsurată. În timpul funcționării, înfășurarea primară a LVDT este excitată de un curent alternativ de amplitudine și frecvență adecvată, cunoscută sub numele de excitație primară.

Semnalul de ieșire electric al LVDT este tensiunea alternativă AC între cele două înfășurări secundare, care variază cu poziția axială a miezului în interiorul bobinei LVDT. De obicei, această tensiune de ieșire de curent alternativ este transformată de circuite electronice adecvate în tensiune sau curent continuu la nivel înalt, care este mai convenabil de utilizat.

De ce să folosești un LVDT?

Rezoluție infinită

Deoarece un LVDT funcționează în conformitate cu principiile cuplajului electromagnetic într-un sistem complet analog, poate măsura variații infinit de mici în poziția nucleului. Această capacitate de rezoluție infinită este limitată numai de zgomot într-un balsam de semnal LVDT și rezoluția afișajului de ieșire. Aceiași factori oferă unui LVDT repetabilitatea sa excepțională.


Repetabilitatea punctului zero

Poziția punctului zero central al unui LVDT este extrem de stabilă și repetabilă, chiar și în domeniul său larg de temperatură de funcționare. Acest lucru face ca un LVDT să funcționeze bine ca senzor de poziție de referință în sistemele de control cu ​​buclă închisă și instrumente de echilibrare servo performante.


Răspuns dinamic rapid

Construcția particulară permite unui LVDT să răspundă foarte rapid la modificările poziției miezului. Răspunsul dinamic al unui senzor LVDT în sine este limitat doar de efectele inerțiale ale masei ușoare a miezului.


Iesire absoluta

Un LVDT este un dispozitiv de ieșire absolut, spre deosebire de un dispozitiv de ieșire incremental. Aceasta înseamnă că, în cazul unei întreruperi de curent, datele de poziție trimise de LVDT nu vor fi pierdute. Când sistemul de măsurare este repornit, valoarea de ieșire a LVDT va fi aceeași ca înainte înainte de întreruperea sursei de alimentare.

Câteva exemple de senzori LVDT

Il Traductor de deplasare inductivă, Noto anche vin LVDT, este un dispozitiv electromagnetic utilizat pentru măsurarea deplasărilor mici. Traductorul LVDT are precizie și repetabilitate ridicată chiar și în condiții de muncă severe și în prezența contaminanților.

Traductoare de poziție și deplasare sunt robuste și fiabile, asigură o durată de viață lungă Acestea oferă domenii de măsurare între 0,2 și 10 mm. Sunt disponibile versiuni economice, miniaturizate, sub presiune, cu sondă cu arc, cu sau fără electronice încorporate.

Senzori LVDT cu intervale de măsurare mai mari, forme de construcție personalizate și intervale de excursie termică mai mari sunt de asemenea posibile.

Note constructive ale unui senzor LVDT

Traductorul este realizat cu ajutorul unui tub format din trei înfășurări dispuse cu axe paralele și cu un miez mobil feromagnetic cilindric în interior. Se spune înfășurarea centrală primario e gli altri datorati secundar: cel primar este conectat la un generator de tensiune AC, tensiunea de ieșire se măsoară la capetele celor secundare.

Atunci când miezul este în centru, tensiunea indusă pe înfășurările secundare, fiind acestea înfășurate într-o direcție discordantă, este egală, dar opusă, astfel încât semnalul de tensiune măsurat este practic zero. Pe măsură ce nucleul se mișcă, pe de altă parte, inductanțele reciproce se schimbă și, în funcție de faptul dacă se deplasează la stânga sau la dreapta, cuplarea inductivă cu secundarul din stânga sau dreapta va fi mai mare. În consecință, semnalul de ieșire va varia proporțional cu mișcarea miezului.

Amplificatoare pentru senzori LVDT

Așa-numitul este utilizat pentru a traduce semnalul de ieșire LVDT demodulatoare cu discriminare în fază. Acestea sunt dispozitive electronice care vă permit să extrageți valoarea efectivă a tensiunii care reprezintă deplasarea și să interpretați din ce parte a zero are loc deplasarea. Cel mai cunoscut dintre toate folosește o punte dublă Graetz, care îndreaptă semnalul alternativ provenit de la înfășurările secundare și îl face o sumă algebrică. În funcție de semnul sumei, se poate înțelege din ce parte a zero a avut loc deplasarea.

LVDT este un traductor foarte sensibil capabil să măsoare deplasările în ordinea fracțiilor micrometrului. În funcție de frecvența de alimentare a energiei primare și de masa miezului, există frecvențe de întrerupere de câteva sute de hertzi și, prin urmare, răspunsuri dinamice bune la mișcări rapide care variază în timp.