ما هو المبدأ وطريقة عمل محول الـ LVDT؟

أن LVDT محول (المحول التفاضلي المتغير الخطي) هو جهاز كهروميكانيكي يحول الحركة الخطية إلى إشارة كهربائية. ويُستخدم على نطاق واسع في التطبيقات الصناعية، ويوفر دقة عالية وموثوقية. فيما يلي نظرة سريعة على مبدأ عمله وتشغيله.

مبدأ العمل محول Lvdt
يستند المبدأ الأساسي لجهاز LVDT إلى الاستقراء الكهرومغناطيسي. ويتكون من ثلاثة مكونات رئيسية: ملف أولي واحد، وملفين ثانويين، ولب مغناطيسي قابل للحركة.

الحث الكهرومغناطيسي: عندما تمر تيار متناوب (AC) عبر الملف الابتدائي، فإنه يولد مجالاً مغناطيسياً. ويُحدث هذا المجال جهداً كهربائياً في الملفين الثانويين.

المخرج التفاضلي: يتم توصيل الملفين الثانويين على نحو تقابل تسلسلي، ما يعني أنهما ينتجان جهدين يتغيران استجابة لموقع القلب بينهما. وعندما يكون القلب في المركز، تكون الجهود المستحثة في الملفين الثانويين متساوية، وبالتالي يلغي كل منهما الآخر ليصبح المخرج صفرًا. ولكن مع تحرك القلب، يتغير قراءة الجهد، مما يوفر مخرجاً تفاضلياً يتناسب طردياً مع موقع القلب.

عمل محول Lvdt
إثارة التيار المتناوب: يُزوَّد جهاز LVDT بمصدر تيار متناوب. ويُنشِّط هذا الجهد المُثير الملف الابتدائي، فيُولِّد مجالاً مغناطيسياً متغيراً بمرور الزمن.

حركة القلب: مع تحرك القلب الفيرومغناطيسي خطيًا داخل المحولة، يتغير الاقتران المغناطيسي بين الملف الابتدائي والملفين الثانويين. ويؤثر موقع القلب بشكل مباشر على الجهود المستحثة في الملفين الثانويين.

مخرج الجهد: يكون جهد المخرج متناسباً مع إزاحة القلب. إذا تحرك القلب نحو أحد الجانبين، يزداد الجهد في لفائف الثانوية الواحدة بينما ينخفض في اللفافة الأخرى، مما يُنتج مخرجاً تفاضلياً للجهد. هذا المخرج هو دالة خطية لموقع القلب، ويمكن قياسه باستخدام معالجة إشارة مناسبة.

القياس الخطي: من خلال تحويل مخرج الجهد إلى إشارة يمكن قراءتها، مثل عرض رقمي أو إشارة تناظرية، يمكن تحديد موقع الجسم المراد قياسه بدقة.

التطبيقات
تُعد أجهزة LVDT أجهزة متعددة الاستخدامات تُستخدم في تطبيقات مختلفة، منها:
استشعار الموقع: في الأتمتة والروبوتات لقياس الإزاحة الخطية.
أنظمة التحكم في الطائرات: لتغذية راجعة للموقع في الأنظمة الهيدروليكية.
الأتمتة الصناعية: في عمليات ضبط الجودة للحفاظ على قياسات دقيقة.

الاستنتاج
محولات LVDT توفر وسيلة موثوقة لتحويل الإزاحة الخطية إلى إشارة كهربائية من خلال مبدأ الحث الكهرومغناطيسي. وتجعل التصميم القوي والدقة العالية لهذه الأجهزة لا تُقدّر بثمن في مجموعة واسعة من التطبيقات، مما يضمن قياسات دقيقة في البيئات الصناعية والتجارية على حد سواء. ويساعد فهم المبادئ الأساسية لعملها في اختيار المحول المناسب لاحتياجاتك المحددة.