หลักการและหลักการทำงานของตัวแปลงสัญญาณ LVDT คืออะไร

หนึ่ง LVDT (Linear Variable Differential Transformer) เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้ากลที่เปลี่ยนการเคลื่อนที่เชิงเส้นให้เป็นสัญญาณไฟฟ้า ซึ่งถูกใช้อย่างแพร่หลายในงานอุตสาหกรรม โดยมีความแม่นยำและความน่าเชื่อถือสูง นี่คือภาพรวมอย่างรวดเร็วเกี่ยวกับหลักการและหน้าที่การทำงาน

หลักการทำงานของ เซนเซอร์ Lvdt
หลักการพื้นฐานของ LVDT ขึ้นอยู่กับปรากฏการณ์เหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า โดยประกอบด้วยชิ้นส่วนหลักสามส่วน ได้แก่ คอยล์ปฐมภูมิ คอยล์ทุติยภูมิสองขด และแกนเหล็กแม่เหล็กที่สามารถเคลื่อนที่ได้

การเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า: เมื่อกระแสสลับ (AC) ไหลผ่านขดลวดปฐมภูมิ จะเกิดสนามแม่เหล็กขึ้น ซึ่งสนามนี้จะเหนี่ยวนำแรงดันไฟฟ้าในขดลวดทุติยภูมิสองชุด

เอาต์พุตแบบต่างศักย์: ขดลวดทุติยภูมิทั้งสองชุดถูกต่อแบบตรงข้ามกันเป็นอนุกรม หมายความว่าจะผลิตแรงดันไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงตามตำแหน่งของแกนกลางระหว่างพวกมัน เมื่อแกนอยู่ตรงกลาง แรงดันที่เหนี่ยวนำในขดลวดทุติยภูมิจะเท่ากัน และผลรวมของเอาต์พุตจะหักล้างกันจนเป็นศูนย์ อย่างไรก็ตาม เมื่อแกนเคลื่อนที่ ค่าแรงดันที่อ่านได้จะเปลี่ยนแปลงไป ทำให้เกิดเอาต์พุตแบบต่างศักย์ที่สัมพันธ์กับตำแหน่งของแกน

การทำงานของ เซนเซอร์ Lvdt
การกระตุ้นด้วยไฟฟ้ากระแสสลับ: LVDT ใช้แหล่งจ่ายไฟกระแสสลับเป็นแหล่งพลังงาน แรงดันกระตุ้นนี้จะทำให้ขดลวดปฐมภูมิเกิดสนามแม่เหล็กที่เปลี่ยนแปลงตามเวลา

การเคลื่อนที่ของแกน: เมื่อแกนเหล็กแม่เหล็กเคลื่อนที่เชิงเส้นภายในหม้อแปลง จะทำให้การเหนี่ยวนำแม่เหล็กระหว่างขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิเปลี่ยนแปลงไป ตำแหน่งของแกนจะมีผลโดยตรงต่อแรงดันไฟฟ้าที่เหนี่ยวนำในขดลวดทุติยภูมิ

แรงดันขาออก: แรงดันไฟฟ้าขาออกจะสัมพันธ์กับการเคลื่อนที่ของแกนหลัก หากแกนเคลื่อนไปยังด้านใดด้านหนึ่ง แรงดันในขดลวดรองด้านนั้นจะเพิ่มขึ้น ในขณะที่อีกด้านหนึ่งจะลดลง ส่งผลให้เกิดแรงดันขาออกแบบต่างศูนย์ (differential voltage) ซึ่งเป็นฟังก์ชันเชิงเส้นของตำแหน่งของแกน และสามารถวัดค่าได้โดยใช้การประมวลผลสัญญาณที่เหมาะสม

การวัดระยะทางเชิงเส้น: โดยการแปลงสัญญาณแรงดันไฟฟ้าขาออกให้เป็นสัญญาณที่สามารถอ่านค่าได้ เช่น สัญญาณดิจิทัลหรือสัญญาณแอนะล็อก ตำแหน่งของวัตถุที่ถูกวัดสามารถระบุได้อย่างแม่นยำ

Applications
เครื่องวัดความเคลื่อนที่แบบเชิงเส้น (LVDTs) เป็นอุปกรณ์อเนกประสงค์ที่ใช้ในหลาย ๆ แอปพลิเคชัน ได้แก่:
การตรวจจับตำแหน่ง: ในการควบคุมระบบอัตโนมัติและหุ่นยนต์ เพื่อวัดการเคลื่อนที่เชิงเส้น
ระบบควบคุมเครื่องบิน: เพื่อตรวจสอบตำแหน่งย้อนกลับในระบบไฮดรอลิก
ระบบอัตโนมัติในอุตสาหกรรม: ในการควบคุมคุณภาพ เพื่อรักษามาตรฐานการวัดที่แม่นยำ

สรุป
เครื่องแปลงสัญญาณ LVDT ให้ช่องทางที่เชื่อถือได้ในการแปลงการเคลื่อนที่เชิงเส้นให้เป็นสัญญาณไฟฟ้าผ่านหลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ด้วยการออกแบบที่ทนทานและมีความแม่นยำสูง ทำให้พวกมันมีคุณค่าอย่างมากในหลายการประยุกต์ใช้งาน โดยรับประกันการวัดค่าที่แม่นยำทั้งในสภาพแวดล้อมอุตสาหกรรมและการพาณิชย์ การเข้าใจหลักการทำงานของอุปกรณ์เหล่านี้จะช่วยให้สามารถเลือกทรานสดิวเซอร์ที่เหมาะสมกับความต้องการเฉพาะของคุณได้อย่างถูกต้อง