Χρήση ανιχνευτών LVDT και γραμμικών μετατροπέων για διαστασιολογικό και γεωμετρικό έλεγχο

I Οι μορφοτροπείς LVDT επιτρέπουν μετρήσεις ακριβείας σε μηχανικά μέρη ή σε οποιοδήποτε αντικείμενο που μπορεί να μετρηθεί με έναν αισθητήρα επαφής.

Σε συνδυασμό με τους ειδικούς ενισχυτές σήματος επιτρέπουν την μέτρηση των χαρακτηριστικών διαστάσεων (πάχη, πλάτη, θέσεις, ύψη, διάμετρος, οβάλτητα) και γεωμετρικά (επίπεδοτητα, παραλληλισμός, κάθετος, ταλάντωση, εκκεντρικότητα και ομοαξονικότητα) με ακρίβεια χιλιοστών ακόμη και σε πολύπλοκα μηχανικά μέρη.

Οι μετατροπείς LVDT με σύστημα μετάδοσης κίνησης ελατηρίου (με σταθερή μηχανική προφόρτιση) ή μετατροπείς LVDT με πνευματική κίνηση είναι ιδιαίτερα κατάλληλοι για αυτόματα συστήματα μέτρησης.

Ορισμένες οικογένειες ανιχνευτών LVDT μπορούν να κατασκευαστούν με μηχανισμό εκτόπισης με κενό.

Είναι δυνατοί οι μορφοτροπείς με ακτινική έξοδο καλωδίου, με έξοδο αξονικού καλωδίου ή με συστήματα γρήγορης σύνδεσης και αποσύνδεσης.

Η RODER κατασκευάζει ολοκληρωμένα συστήματα "κλειδωμένα" που αποτελούνται από ανιχνευτές LVDT, ενισχυτές και ηλεκτρονικούς ελεγκτές, συστήματα λήψης δεδομένων, ειδικά σχεδιασμένο λογισμικό στατιστικού και μηχανικού ελέγχου.

Τα συστήματα μέτρησης RODER βρίσκουν εφαρμογές σε πολλούς βιομηχανικούς τομείς: μηχανική ακριβείας, κατεργασία λαμαρίνας, χύτευση πλαστικών, ηλεκτρο-ιατρική, μεταλλουργία και σίδηρος και χάλυβας.


Εφαρμογές μετατροπέων LVDT

Τυπικές εφαρμογές συστημάτων μέτρησης που βασίζονται σε μορφοτροπείς LVDT σχετίζονται με τη μέτρηση των μηχανικών εξαρτημάτων που παράγονται σε πλαστικά υλικά στον τομέα της γυαλί στον τομέα της μεταποίησης παραμόρφωσης.

Διαστασιολογικές και γεωμετρικές μετρήσεις και έλεγχοι στα κομμένα και κομμένα μέρη

Οι ανιχνευτές LVDT, σε συνδυασμό με τα συστήματα MODULCHECK της παραγωγής RODER, επιτρέπουν τη μέτρηση σε ταχύτατους χρόνους και απευθείας στη γραμμή παραγωγής του την επιπεδότητα των χυτευμένων, κομμένων σε φέτες, στρωματοποιημένων ή χυτών τεμαχίων. Η μέτρηση της επιπεδότητας πραγματοποιείται με μια μήτρα αισθητήρα ικανή να ανιχνεύει διαφορές σε σύγκριση με μια πιστοποιημένη κύρια μονάδα βαθμονόμησης. Το αποτέλεσμα της δοκιμής είναι η χαρτογράφηση των επαληθευμένων περιοχών με τη σχετική αριθμητική τιμή της απόκλισης από το ιδανικό σχήμα.

Μια πολύ έξυπνη γραφική παρουσίαση σάς επιτρέπει να προσδιορίζετε γρήγορα και αξιόπιστα τους τομείς της μη συμμόρφωσης. Όλα τα ληφθέντα δεδομένα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για στατιστικούς υπολογισμούς (Sigma, Cp, Cpk, Cm, Cmk) ή για την πραγματοποίηση καρτών ελέγχου (XS, XR, τάση διεργασίας, κατανομή πληθυσμού).

Ο έλεγχος σχημάτων σε μεγάλα σωματίδια

Οι ανιχνευτές LVDT, σε συνδυασμό με τα συστήματα MODULCHECK που παράγει ο RODER, επιτρέπουν τη χρήση του Έλεγχος σχήματος αντικειμένων οποιουδήποτε μεγέθους και υλικού. Ο έλεγχος του σχήματος πραγματοποιείται σε σύγκριση με το a αναφοράς αναφοράς και όλες οι διαφορές υπογραμμίζονται γρήγορα και διαισθητικά. Είναι δυνατό να δημιουργηθούν σήματα εκτός ανεκτικότητας ή μερικής μη συμμόρφωσης του προϊόντος. Το σύστημα μπορεί επίσης να εγκατασταθεί σε περιοχές ρομποτικού ελέγχου και αυτόματους πάγκους ελέγχου χωρίς παρακολούθηση. Σε αυτή τη διαμόρφωση, όλες οι διαδικασίες επαλήθευσης μπορούν να ελέγχονται απευθείας από ένα PLC ή ένα αυτόματο σύστημα παραγωγής.

Μετρήσεις ταλαντώσεων και εκκεντρότητας σε περιστρεφόμενα μέρη

Οι αισθητήρες LVDT, σε συνδυασμό με τα συστήματα MODULCHECK που παράγονται από την RODER, επιτρέπει τον προσδιορισμό των γεωμετρικών χαρακτηριστικών των εξαρτημάτων που υποβάλλονται σε περιστροφή σε άκρες. Είναι επομένως δυνατή η μέτρηση των διαμέτρων, των οβαλισμών και των ταλαντώσεων, αλλά και η στρογγυλότης, κυλινδρικότητα και δεδομένα του ακτινικού προφίλ του αντικειμένου (σημαντική σε εφαρμογές όπως η μέτρηση των εκκεντροφόρων). Η μέτρηση μπορεί επίσης να επιτευχθεί με μηχανές μέτρησης ειδικά σχεδιασμένες για αυτό το είδος ελέγχου στο μετρολογικό εργαστήριο ή στη γραμμή παραγωγής (μηχανές μέτρησης 3D, προφίλτροι, οπτικές μηχανές).

Κοινά χαρακτηριστικά των συστημάτων που προτείνει η RODER

  • Εξαιρετική επαναληψιμότητα, ανθεκτικότητα και μακροζωία.
  • Όλοι οι ανιχνευτές LVDT RODER είναι τοποθετημένοι σε ρουλεμάν, εκτός από τους μικροσκοπικούς αξονικούς ανιχνευτές.
  • Ο οδηγός του σφαιρικού ρουλεμάν δεν είναι ιδιαίτερα ευαίσθητος στις ακτινικές δυνάμεις που ασκούνται στη ράβδο μέτρησης. Μια συσκευή κατά της περιστροφής εξασφαλίζει την τέλεια κίνηση του μηχανικού συστήματος οδήγησης.
  • Οι άξονες οδηγοί ανιχνευτών είναι ιδιαίτερα προστατευμένοι έναντι της διείσδυσης υγρών (πετρελαίου) ή στερεών (σκόνης) μέσω προστατευτικών ελαστομερών ποιοτικών φυσητών.
  • Τα ένθετα (ένθετα μέτρησης) μπορούν να αντικατασταθούν ή να αντικατασταθούν. Υπάρχει μεγάλη ποικιλία γεωμετρικών σχημάτων και μεγεθών.
  • Η δύναμη μέτρησης μπορεί να ρυθμιστεί αλλάζοντας το ελατήριο, ανάλογα με το μοντέλο του καθετήρα.
  • Διάμετρος του περιβλήματος του καθετήρα 8 mm. Μπορεί να εμποδιστεί σε όλο το μήκος του.
  • Βαθμός προστασίας IP65 σύμφωνα με το IEC 60529.
  • Ευρεία γκάμα αξεσουάρ, συμπεριλαμβανομένων μετρήσεων ένθετων, σετ ελατηρίων κ.λπ.
  • Οι ανιχνευτές LVDT που είναι συμβατοί με τον εξοπλισμό μέτρησης άλλων κατασκευαστών διατίθενται κατόπιν αιτήματος.

Η RODER προσφέρει μια πλήρη οικογένεια αισθητήρων LVDT (αναλογικοί ηλεκτρονικοί αισθητήρες) και ειδικά όργανα μέτρησης για τις πιο απαιτητικές εφαρμογές.

Τυπικοί ανιχνευτές LVDT RODER

Οι τυπικοί ανιχνευτές, επίσης γνωστοί ως ανιχνευτές ημίσειας γέφυρας, λειτουργούν σύμφωνα με την ηλεκτρική αρχή της μαγνητικής σύζευξης. Οι ανιχνευτές LVDT μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε συνδυασμό με όργανα μέτρησης από άλλους κατασκευαστές, για να αποκτήσουν ένα πλήρες φάσμα μετρήσεων και γεωμετρικών μετρήσεων.

Αυτοί οι ανιχνευτές είναι γνωστοί ως ανιχνευτές LVDT (Linear Variable Differential Transformer). Όλοι οι ηλεκτρονικοί ανιχνευτές RODER μπορούν να χρησιμοποιηθούν τόσο με χειροκίνητα όργανα, εσωτερικά είτε εξωτερικά, ή σε συνδυασμό με άλλα τυπικά όργανα μέτρησης και υποστηρίγματα.

Ο RODER είναι σε θέση να παρέχει αξονικούς ανιχνευτές με γραμμική μετατόπιση της ράβδου μέτρησης, γωνιακούς ανιχνευτές με μοχλό κλίσης ή παράλληλους οδηγούς ανιχνευτές ειδικά σχεδιασμένους για συσκευές πολλαπλών ποσοστώσεων και κάθε άλλο εξοπλισμό ελέγχου κατά τη διάρκεια της διαδικασίας, επιτρέποντας έτσι την εξοικονόμηση πολλών συστατικών η οποία, με ελάχιστες εξαιρέσεις, ουσιαστικά εκτελεί συγκριτικές μετρήσεις.

Με βάση ένα κύριο πλοιάρχιο, το οποίο μπορεί να είναι ένα μπλοκ μέτρησης, ένας δακτύλιος ρύθμισης ή οποιοδήποτε άλλο κομμάτι είναι αποδεκτό ως τέτοιο, συγκρίνονται διαφορετικές διαστάσεις του τεμαχίου που δοκιμάζεται - Όλες οι μετρήσεις γίνονται με μεγάλη ακρίβεια.

Τι είναι το LVDT;

Το LVDT σημαίνει γραμμικό μεταβλητό μετασχηματιστή μεταβλητών. Είναι ένας τύπος ηλεκτρομηχανικού μορφοτροπέα ικανού να μετατρέπει την ευθύγραμμη κίνηση ενός αντικειμένου στο οποίο συνδέεται μηχανικά σε ένα αντίστοιχο ηλεκτρικό σήμα. Οι αισθητήρες γραμμικής θέσης LVDT είναι σε θέση να μετρήσουν κινήσεις μερικών εκατομμυριοτοτημορίων ενός χιλιοστού έως μερικά χιλιοστά.

Η εσωτερική δομή του αισθητήρα LVDT αποτελείται από ένα πρωτεύον τύλιγμα κεντραρισμένο μεταξύ ενός ζεύγους δευτερευόντων περιελίξεων συμμετρικά διαχωρισμένων από το πρωτεύον. Τα πηνία είναι τυλιγμένα σε ένα μονό θερμικώς σταθερό στήριγμα, εγκλωβισμένα ενάντια στην υγρασία, τυλιγμένα σε μια μαγνητική ασπίδα υψηλής διαπερατότητας και στη συνέχεια στερεωμένα σε ένα κυλινδρικό περίβλημα από ανοξείδωτο χάλυβα. Αυτό το συγκρότημα πηνίου είναι συνήθως το σταθερό στοιχείο του αισθητήρα θέσης.

Το κινούμενο στοιχείο ενός LVDT είναι μια ξεχωριστή σωληνωτή ενίσχυση από μαγνητικά διαπερατό υλικό. Αυτό ονομάζεται πυρήνας, ο οποίος είναι ελεύθερος να κινείται αξονικά μέσα στην κοίλη οπή του πηνίου και μηχανικά συνδεδεμένο με το αντικείμενο του οποίου μετράται η θέση. Κατά τη λειτουργία, η πρωτεύουσα περιέλιξη του LVDT διεγείρεται από ένα εναλλασσόμενο ρεύμα επαρκούς πλάτους και συχνότητας, γνωστό ως πρωτεύουσα διέγερση.

Το ηλεκτρικό σήμα εξόδου του LVDT είναι η διαφορική τάση εναλλασσόμενου ρεύματος μεταξύ των δύο δευτερευουσών περιελίξεων, η οποία ποικίλει ανάλογα με την αξονική θέση του πυρήνα μέσα στο πηνίο LVDT. Συνήθως αυτή η τάση εξόδου εναλλασσόμενου ρεύματος μετατρέπεται από κατάλληλα ηλεκτρονικά κυκλώματα σε τάση ή ρεύμα συνεχούς ρεύματος υψηλού επιπέδου, η οποία είναι πιο βολική για χρήση

Γιατί να χρησιμοποιήσετε ένα LVDT;

Άπειρη ανάλυση

Δεδομένου ότι το LVDT λειτουργεί σύμφωνα με τις αρχές της ηλεκτρομαγνητικής ζεύξης σε ένα εντελώς αναλογικό σύστημα, μπορεί να μετρήσει απείρως μικρές διακυμάνσεις στη θέση του πυρήνα. Αυτή η δυνατότητα απεριόριστης ανάλυσης περιορίζεται μόνο από τον θόρυβο σε ένα κλιματιστικό σήμα LVDT και την ανάλυση της οθόνης εξόδου. Αυτοί οι ίδιοι παράγοντες δίνουν στην LVDT την εξαιρετική επαναληψιμότητα.


Επαναληψιμότητα του μηδενικού σημείου

Η θέση του κεντρικού μηδενικού σημείου ενός LVDT είναι εξαιρετικά σταθερή και επαναλαμβανόμενη, ακόμη και στην ευρεία περιοχή θερμοκρασίας λειτουργίας του. Αυτό κάνει το LVDT να λειτουργεί καλά ως αισθητήρας θέσης αναφοράς σε συστήματα ελέγχου κλειστού βρόχου και εργαλεία σερβο-εξισορρόπησης υψηλής απόδοσης.


Γρήγορη δυναμική απόκριση

Η συγκεκριμένη κατασκευή επιτρέπει σε ένα LVDT να ανταποκριθεί πολύ γρήγορα στις αλλαγές στη θέση του πυρήνα. Η δυναμική απόκριση ενός ίδιου του αισθητήρα LVDT περιορίζεται μόνο από τα αδρανειακά αποτελέσματα της μάζας πυρήνα του φωτός.


Απόλυτη έξοδος

Ένα LVDT είναι μια συσκευή απόλυτης εξόδου, σε αντίθεση με μια συσκευή βαθμιαίας εξόδου. Αυτό σημαίνει ότι σε περίπτωση διακοπής ρεύματος, τα δεδομένα θέσης που αποστέλλονται από το LVDT δεν θα χαθούν. Όταν επανεκκινηθεί το σύστημα μέτρησης, η τιμή εξόδου του LVDT θα είναι ίδια με πριν πριν διακοπεί η τροφοδοσία ρεύματος.

Μερικά παραδείγματα αισθητήρων LVDT

Il επαγωγικό μεταγωγέα μετατόπισης, Noto anche έρχονται LVDT, είναι μια ηλεκτρομαγνητική συσκευή που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση μικρών μετατοπίσεων. Ο μετατροπέας LVDT έχει υψηλή ακρίβεια και επαναληψιμότητα ακόμη και σε δύσκολες συνθήκες εργασίας και παρουσία προσμείξεων.

Μετατροπείς θέσης και μετατόπισης Sono ανθεκτικά και αξιόπιστα, εξασφαλίζουν μεγάλη διάρκεια ζωής. Προσφέρουν κλίμακες μέτρησης μεταξύ 0,2 και 10 mm. Υπάρχουν οικονομικές, μικροσκοπικές εκδόσεις υπό πίεση, με ελατήρια, με ή χωρίς ενσωματωμένη ηλεκτρονική.

Οι αισθητήρες LVDT με μεγαλύτερες κλίμακες μέτρησης, προσαρμοσμένες μορφές κατασκευής και υψηλότερες κλίμακες θερμικής απόκλισης είναι επίσης δυνατές.

Δομικές σημειώσεις ενός αισθητήρα LVDT

Ο μορφοτροπέας γίνεται μέσω ενός σωλήνα αποτελούμενου από τρεις περιελίξεις διατεταγμένους με παράλληλους άξονες και με ένα κινητό σιδηρομαγνητικό κυλινδρικό πυρήνα μέσα. Αναφέρεται η κεντρική περιέλιξη πρωτεύουσα και τα άλλα δύο δευτερεύων: το πρωτεύον είναι συνδεδεμένο με γεννήτρια τάσης AC, η τάση εξόδου μετράται στα άκρα των δευτερευόντων.

Όταν ο πυρήνας ευρίσκεται στο κέντρο, η τάση που προκαλείται στις δευτερεύουσες περιελίξεις, οι οποίες είναι τυλιγμένες σε διαφωνία, είναι ίση αλλά αντίθετη, έτσι ώστε το σήμα της μετρούμενης τάσης να είναι πρακτικά μηδέν. Καθώς ο πυρήνας κινείται, από την άλλη πλευρά, οι αμοιβαίες επαγωγές αλλάζουν και ανάλογα με το αν μετακινείται αριστερά ή δεξιά, η επαγωγική σύζευξη με το δευτερεύον του αριστερού ή του δεξιού αντίστοιχα θα είναι μεγαλύτερη. Κατά συνέπεια, το σήμα εξόδου θα ποικίλει ανάλογα με την κίνηση του πυρήνα.

Ενισχυτές για αισθητήρες LVDT

Το λεγόμενο χρησιμοποιείται για τη μετάφραση του σήματος εξόδου LVDT αποδιαμορφωτές διακριτικής φάσης. Αυτές είναι οι ηλεκτρονικές συσκευές που σας επιτρέπουν να εξαγάγετε την πραγματική τιμή της τάσης που αντιπροσωπεύει την μετατόπιση και να ερμηνεύσετε από ποιο μέρος του μηδενός η μετατόπιση. Το πιο γνωστό από όλα χρησιμοποιεί μια διπλή γέφυρα Graetz που ισιώνει το εναλλασσόμενο σήμα που προέρχεται από τις δευτερεύουσες περιελίξεις και το καθιστά το αλγεβρικό άθροισμα. Ανάλογα με το σημάδι του αθροίσματος, κάποιος είναι σε θέση να καταλάβει από ποιο μέρος του μηδενός συνέβη η μετατόπιση.

Το LVDT είναι ένας πολύ ευαίσθητος μορφοτροπέας ικανός να μετρά μετατοπίσεις της τάξεως των μικρομέτρων. Ανάλογα με τη συχνότητα τροφοδοσίας του πρωτεύοντος και τη μάζα του πυρήνα, υπάρχουν συχνότητες αποκοπής μερικών εκατοντάδων hertz και επομένως καλές δυναμικές αποκρίσεις σε γρήγορες κινήσεις που ποικίλλουν με την πάροδο του χρόνου.