Zastosowanie sond LVDT i przetworników liniowych do kontroli wymiarowej i geometrycznej

I Przetworniki LVDT umożliwiają precyzyjne pomiary części mechanicznych lub na dowolnym obiekcie, który można zmierzyć za pomocą sondy kontaktowej.

W połączeniu ze specjalnymi wzmacniaczami sygnału pozwalają pomiar cech wymiarowych (grubości, szerokości, pozycje, wysokości, średnice, owalność) i geometryczny (płaskość, równoległość, prostopadłość, oscylacja, ekscentryczność i współosiowość) z millesimalną precyzją nawet na skomplikowanych częściach mechanicznych.

Przetworniki LVDT ze sprężynowym układem napędowym (ze stałym mechanicznym napięciem wstępnym) lub przetworniki LVDT z napędem pneumatycznym są szczególnie odpowiednie do automatycznych układów pomiarowych.

Niektóre rodziny sond LVDT można wytwarzać za pomocą próżniowego mechanizmu przemieszczania.

Możliwe są przetworniki z promieniowym wyjściem kablowym, z osiowym wyjściem kablowym lub z systemami szybkiego łączenia i rozłączania.

RODER produkuje kompletne systemy „pod klucz” składające się z sond LVDT, wzmacniaczy i sterowników elektronicznych, systemów akwizycji danych, specjalnie zaprojektowanego oprogramowania do kontroli statystycznej i mechanicznej.

Systemy pomiarowe RODER znajdują zastosowanie w wielu sektorach przemysłu: mechanice precyzyjnej, obróbce blach, formowaniu tworzyw sztucznych, elektromedycynie, metalurgii oraz żelaza i stali.


Zastosowania przetworników LVDT

Typowe zastosowania systemów pomiarowych opartych na przetwornikach LVDT są związane z pomiarem części mechanicznych wytwarzanych z tworzyw sztucznych, w sektorze szkła, w sektorze przetwarzania deformacji.

Pomiary wymiarowe i geometryczne oraz kontrole tłoczonych i wycinanych części

Sondy LVDT w połączeniu z systemami MODULCHECK produkcji RODER pozwalają na szybki pomiar i bezpośrednio na linii produkcyjnej płaskość formowanych, krojonych, laminowanych lub odlewanych części, Pomiar płaskości jest przeprowadzany za pomocą matrycy czujnikowej zdolnej do wykrywania różnic w porównaniu z certyfikowanym wzorcem kalibracyjnym. Wynik testu stanowi odwzorowanie zweryfikowanych obszarów ze względną wartością liczbową odchylenia od idealnego kształtu.

Bardzo intuicyjna prezentacja graficzna pozwala szybko i niezawodnie określić obszary niezgodności, Wszystkie uzyskane dane można wykorzystać do obliczeń statystycznych (Sigma, Cp, Cpk, Cm, Cmk) lub do realizacji kart kontrolnych (XS, XR, trend procesu, rozkład populacji).

Kontrola kształtu dużych cząstek

Sondy LVDT w połączeniu z systemami MODULCHECK produkowanymi przez RODER pozwalają na: kontrola kształtu obiektów o dowolnym rozmiarze i materiale, Kontrola kształtu jest przeprowadzana przez porównanie z referencyjny mistrz a wszystkie różnice są podkreślane szybko i intuicyjnie. Możliwe jest generowanie sygnałów niezgodnych z tolerancją lub częściowych niezgodności produktu. System można również zainstalować w obszary sterowania robotami i bezobsługowe stanowiska kontrolne, W tej konfiguracji wszystkie operacje weryfikacyjne mogą być kontrolowane bezpośrednio przez PLC lub automatyczny system produkcyjny.

Pomiary oscylacji i mimośrodowości części wirujących

Sondy LVDT w połączeniu z systemami MODULCHECK firmy RODER, umożliwia określenie właściwości geometrycznych części poddawanych obrotowi na konikach. W ten sposób można zmierzyć średnice, owalizacje i oscylacje, ale także okrągłość, cylindryczność i dane profilu promieniowego obiektu (ważne w zastosowaniach takich jak pomiar wałków rozrządu). Pomiar można również uzyskać za pomocą maszyn pomiarowych opracowanych specjalnie do tego rodzaju kontroli w laboratorium metrologicznym lub na linii produkcyjnej (maszyny pomiarowe 3D, profilometry, maszyny optyczne).

Wspólna charakterystyka systemów zaproponowanych przez RODER

  • Doskonała powtarzalność, trwałość i długowieczność.
  • Wszystkie sondy LVDT RODER są montowane na łożyskach kulkowych, z wyjątkiem miniaturowych sond osiowych.
  • Prowadnica łożyska kulkowego jest wysoce niewrażliwa na siły promieniowe wywierane na pręt pomiarowy. Urządzenie przeciwobrotowe zapewnia doskonały ruch mechanicznego systemu prowadzenia.
  • Osiowe prowadnice sond są wysoce chronione przed przenikaniem cieczy (oleju) lub ciał stałych (pyłu) poprzez ochronne mieszki jakości elastomeru.
  • Wkładki (wkładki pomiarowe) można wymienić lub wymienić. Dostępny jest szeroki wybór geometrycznych kształtów i rozmiarów.
  • Siła pomiarowa może być regulowana poprzez zmianę sprężyny, w zależności od modelu sondy.
  • Średnica obudowy sondy 8 mm. Można go zablokować na całej długości.
  • Stopień ochrony IP65 zgodnie z IEC 60529.
  • Szeroka gama akcesoriów, w tym wkładki pomiarowe, zestawy sprężyn itp.
  • Sondy LVDT kompatybilne z urządzeniami pomiarowymi innych producentów dostępne na zamówienie.

RODER oferuje pełną rodzinę czujników LVDT (analogowe sondy elektroniczne) i dedykowane przyrządy pomiarowe do najbardziej wymagających zastosowań.

Standardowe sondy LVDT RODER

Standardowe sondy, znane również jako sondy półmostkowe, działają zgodnie z elektryczną zasadą sprzężenia magnetycznego. Sondy LVDT można stosować w połączeniu z przyrządami pomiarowymi innych producentów, aby uzyskać pełny zakres pomiarów i pomiarów geometrycznych.

Te sondy są znane jako sondy LVDT (Linear Variable Differential Transformer). Wszystkie sondy elektroniczne RODER mogą być używane zarówno z instrumentami ręcznymi, wewnętrznymi lub zewnętrznymi, lub w połączeniu z innymi typowymi przyrządami pomiarowymi i wspornikami.

RODER jest w stanie dostarczyć sondy osiowe z liniowym przemieszczeniem pręta pomiarowego, sondy kątowe z dźwignią przechylną lub równoległe sondy prowadzące, specjalnie zaprojektowane do urządzeń wielozakresowych i dowolnego innego sprzętu do kontroli w trakcie procesu, co pozwala zaoszczędzić wiele elementów zespół, który, z nielicznymi wyjątkami, zasadniczo wykonuje pomiary porównawcze.

Na podstawie głównego wzorca, którym może być blok pomiarowy, pierścień ustalający lub dowolny inny element zaakceptowany jako taki, porównywane są różne wymiary testowanego elementu - Wszystkie pomiary są wykonywane z wysoką precyzją.

Co to jest LVDT?

LVDT oznacza liniowy transformator różnicowy. Jest to rodzaj elektromechanicznego przetwornika zdolnego do przekształcania ruchu prostoliniowego obiektu, do którego jest on mechanicznie sprzężony, w odpowiedni sygnał elektryczny. Czujniki położenia liniowego LVDT są w stanie mierzyć ruchy od kilku milionowych części milimetra do kilku milimetrów.

Wewnętrzna struktura czujnika LVDT składa się z uzwojenia pierwotnego wyśrodkowanego między parą uzwojeń wtórnych, symetrycznie oddalonych od uzwojenia pierwotnego. Cewki uzwojone są na jednym stabilnym termicznie wsporniku, otoczone przed wilgocią, owinięte w ekran magnetyczny o wysokiej przepuszczalności, a następnie zamocowane w cylindrycznej obudowie ze stali nierdzewnej. Ten zespół cewki jest zwykle nieruchomym elementem czujnika położenia.

Ruchomy element LVDT jest oddzielnym wzmocnieniem rurowym wykonanym z materiału przepuszczalnego magnetycznie. Nazywa się to rdzeniem, które może swobodnie poruszać się osiowo w pustym otworze cewki i mechanicznie sprzężone z przedmiotem, którego położenie jest mierzone. Podczas pracy uzwojenie pierwotne LVDT jest wzbudzane prądem przemiennym o odpowiedniej amplitudzie i częstotliwości, znanym jako wzbudzenie pierwotne.

Elektryczny sygnał wyjściowy LVDT jest różnicowym napięciem przemiennym między dwoma uzwojeniami wtórnymi, które zmienia się w zależności od osiowego położenia rdzenia wewnątrz cewki LVDT. Zazwyczaj napięcie wyjściowe prądu przemiennego jest przetwarzane przez odpowiednie układy elektroniczne na wysokie napięcie prądu stałego lub prąd, co jest wygodniejsze w użyciu.

Dlaczego warto skorzystać z LVDT?

Nieskończona rozdzielczość

Ponieważ LVDT działa zgodnie z zasadami sprzężenia elektromagnetycznego w systemie całkowicie analogowym, może on mierzyć nieskończenie małe zmiany położenia jądra. Ta nieskończona rozdzielczość jest ograniczona tylko szumem w kondycjonerze sygnału LVDT i rozdzielczością wyświetlacza wyjściowego. Te same czynniki dają LVDT wyjątkową powtarzalność.


Powtarzalność punktu zerowego

Położenie centralnego punktu zerowego LVDT jest wyjątkowo stabilne i powtarzalne, nawet w szerokim zakresie temperatur roboczych. To sprawia, że ​​LVDT działa dobrze jako czujnik położenia odniesienia w systemach sterowania w zamkniętej pętli i wysokowydajnych narzędziach do wyważania serwomechanizmu.


Szybka reakcja dynamiczna

Ta szczególna konstrukcja pozwala LVDT bardzo szybko reagować na zmiany położenia rdzenia. Reakcja dynamiczna samego czujnika LVDT jest ograniczona tylko przez bezwładnościowe działanie lekkiej masy rdzenia.


Absolutne wyjście

LVDT jest absolutnym urządzeniem wyjściowym, w przeciwieństwie do przyrostowego urządzenia wyjściowego. Oznacza to, że w przypadku awarii zasilania dane pozycji wysłane przez LVDT nie zostaną utracone. Po zrestartowaniu systemu pomiarowego wartość wyjściowa LVDT będzie taka sama jak poprzednio przed przerwaniem zasilania.

Niektóre przykłady czujników LVDT

Il indukcyjny przetwornik przemieszczenia, Znany również jako LVDT, jest urządzeniem elektromagnetycznym stosowanym do pomiaru małych przemieszczeń. Przetwornik LVDT ma wysoką precyzję i powtarzalność nawet w trudnych warunkach pracy i w obecności zanieczyszczeń.

Przetworniki położenia i przemieszczenia solidne i niezawodne, zapewniają długą żywotność. Oferują zakresy pomiarowe od 0,2 do 10 mm. Dostępne są ekonomiczne, zminiaturyzowane wersje ciśnieniowe, z czujnikiem sprężynowym, z wbudowaną elektroniką lub bez.

Możliwe są również czujniki LVDT z większymi zakresami pomiarowymi, niestandardowymi formami konstrukcyjnymi i wyższymi zakresami skoków termicznych.

Uwagi konstrukcyjne czujnika LVDT

Przetwornik jest wykonany za pomocą rurki złożonej z trzech uzwojeń ułożonych równolegle do osi i z ruchomym cylindrycznym rdzeniem ferromagnetycznym w środku. Powiedziane jest centralne uzwojenie podstawowy e gli altri due wtórny: pierwotny jest podłączony do generatora napięcia prądu przemiennego, napięcie wyjściowe jest mierzone na końcach wtórnych.

Gdy rdzeń znajduje się w środku, napięcie indukowane na uzwojeniach wtórnych, które są uzwojone w kierunku niezgodnym, jest równe, ale przeciwne, tak że zmierzony sygnał napięcia jest praktycznie zerowy. Z drugiej strony, gdy jądro się porusza, zmieniają się wzajemne indukcyjności i zależnie od tego, czy porusza się w lewo, czy w prawo, sprzężenie indukcyjne z drugorzędnym odpowiednio lewym lub prawym będzie większe. W rezultacie sygnał wyjściowy będzie się zmieniać proporcjonalnie do ruchu rdzenia.

Wzmacniacze do czujników LVDT

Tak zwany służy do tłumaczenia sygnału wyjściowego LVDT demodulatory dyskryminujące fazę, Są to urządzenia elektroniczne, które pozwalają wyodrębnić efektywną wartość napięcia reprezentującego przemieszczenie i zinterpretować, z której części zerowej następuje przemieszczenie. Najbardziej znany ze wszystkich wykorzystuje podwójny most Graetza, który prostuje przemienny sygnał dochodzący z uzwojeń wtórnych i czyni go sumą algebraiczną. W zależności od znaku sumy można zrozumieć, z której części zera nastąpiło przesunięcie.

LVDT jest bardzo czułym przetwornikiem zdolnym do pomiaru przemieszczeń rzędu ułamków mikrometrów. W zależności od częstotliwości zasilania pierwotnego i masy rdzenia występują częstotliwości odcięcia rzędu kilkuset herców, a zatem dobre reakcje dynamiczne na szybkie ruchy, które zmieniają się w czasie.