Sensores LVDT
Los sensores LVDT son transductores inductivos utilizados para medir desplazamiento y posición lineal de forma continua, precisa y repetible. Se emplean en maquinaria industrial, bancos de ensayo, automatización, actuadores y válvulas, metrología, sistemas hidráulicos, monitorización estructural y numerosas aplicaciones de control de posición.
En GUEMISA disponemos de diferentes configuraciones de LVDT según el recorrido, la geometría, la electrónica y la señal requerida: LVDT amplificados con salida industrial, LVDT AC o sin amplificar, LVDT de medio puente, transductores angulares y acondicionadores de señal.
Selección rápida por tipo de sensor:
- LVDT amplificados: modelos con electrónica integrada y señales industriales como 4-20 mA, 0-10 V o ±10 V según serie.
- LVDT sin amplificar / AC: transductores que requieren electrónica de excitación y acondicionamiento externa.
- LVDT angulares: soluciones inductivas para medida de posición o desplazamiento angular.
- Acondicionadores y convertidores LVDT: electrónica para alimentar, demodular y convertir la señal del sensor a formatos utilizables por PLC, sistemas de adquisición o controladores.
Cómo elegir un sensor LVDT
Para seleccionar correctamente un LVDT no basta con definir la carrera. También deben considerarse la arquitectura eléctrica, el tipo de núcleo, la señal requerida, el espacio disponible, la temperatura, la presión, la protección ambiental y el sistema al que se conectará el sensor.
Las secciones siguientes resumen los principales criterios técnicos. Para el conexionado, alimentación, pinout o compatibilidad exacta de cada referencia, consulte la ficha y las preguntas frecuentes del producto correspondiente.
¿Qué es un sensor LVDT y cómo funciona?
LVDT procede de Linear Variable Differential Transformer o transformador diferencial variable lineal. Es un transductor inductivo en el que el movimiento de un núcleo ferromagnético modifica el acoplamiento magnético de las bobinas y permite obtener una señal eléctrica relacionada con la posición.
En un LVDT diferencial clásico existe una excitación y una señal diferencial que varía en amplitud y fase en función de la posición del núcleo. Al pasar por la posición eléctrica de cero o null, la relación entre las señales cambia de signo y permite determinar tanto la magnitud como el sentido del desplazamiento.
Dentro de los transductores LVDT industriales existen diferentes arquitecturas eléctricas. Además de configuraciones diferenciales de puente completo, existen LVDT de medio puente inductivo o half-bridge. En estos modelos la configuración de bobinas y la electrónica de acondicionamiento son diferentes, por lo que debe utilizarse un acondicionador compatible con el sensor.
Varias familias de Schreiber Messtechnik, por ejemplo, utilizan tecnología LVDT de medio puente.
Si desea profundizar en el principio electromagnético, consulte nuestra guía técnica qué es un sensor LVDT y cómo funciona.
Tipos de LVDT: amplificado, sin amplificar, AC, DC y medio puente
Una de las decisiones más importantes es determinar dónde se realizará el acondicionamiento de señal.
| Configuración | Electrónica | Señal habitual | Cuándo utilizarla |
|---|---|---|---|
| LVDT AC / sin amplificar | Externa | Señal AC del transductor | Cuando se desea separar la electrónica del punto de medida, reducir tamaño o trabajar en condiciones exigentes. |
| LVDT amplificado / DC | Integrada | 4-20 mA, 0-10 V, ±10 V u otras según modelo | Cuando se busca una integración sencilla con PLC, adquisición de datos o sistemas de control. |
| LVDT de medio puente | Normalmente acondicionador compatible externo o electrónica específica | Dependiente de la excitación y del acondicionador | Aplicaciones industriales donde se utilizan transductores inductivos compactos y electrónica dedicada. |
| LVDT angular | Integrada o externa según serie | Analógica o señal inductiva | Medición continua de posición o desplazamiento angular. |
Puede consultar por separado los LVDT amplificados y los LVDT sin amplificar.
Criterios para seleccionar correctamente un LVDT
- Recorrido o carrera: debe cubrir todo el movimiento de la aplicación manteniéndose dentro del rango útil y lineal especificado por el fabricante.
- Linealidad y precisión: deben elegirse en función de la incertidumbre admisible del sistema completo, no únicamente de la resolución nominal del sensor.
- Tipo de señal: valorar si se necesita un LVDT AC, un sensor con electrónica integrada o una salida industrial como 4-20 mA o 0-10 V.
- Arquitectura eléctrica: comprobar si se trata de puente completo, medio puente u otra configuración y utilizar una electrónica de acondicionamiento compatible.
- Configuración mecánica: núcleo libre, núcleo guiado, vástago, palpador con muelle u otra geometría según cómo se produzca el movimiento.
- Condiciones ambientales: temperatura, humedad, polvo, inmersión, presión, vibración, productos químicos y grado de protección necesario.
- Integración: espacio disponible, diámetro, longitud total, fijaciones, roscas, salida de cable, conector y distancia hasta el sistema de adquisición.
Si el LVDT sustituye a un sensor existente, también deben revisarse sus dimensiones mecánicas, sensibilidad, frecuencia de excitación, recorrido y electrónica actual antes de considerar una equivalencia.
Núcleo libre, núcleo guiado o palpador con muelle
La forma en que el núcleo se desplaza respecto al cuerpo del sensor condiciona el montaje y la vida mecánica del conjunto.
- Núcleo libre: el núcleo se une directamente al elemento móvil y se desplaza sin contacto con las bobinas. Es apropiado cuando la propia máquina garantiza una buena alineación.
- Núcleo guiado: el desplazamiento se realiza mediante una varilla o mecanismo guiado incorporado al transductor, simplificando la instalación mecánica.
- Palpador con muelle: la punta permanece en contacto con la superficie mediante un resorte de retorno. Es habitual en metrología, control dimensional y bancos de ensayo.
No existe una configuración universalmente mejor: la elección depende del movimiento real, alineación disponible, velocidad y fuerzas admisibles sobre la pieza medida.
Aplicaciones industriales de los sensores LVDT
La tecnología LVDT se utiliza cuando es necesario obtener una medida continua de desplazamiento o posición con buena repetibilidad y elevada vida útil.
- Control de posición en maquinaria industrial y automatización.
- Prensas, máquinas de ensayo y bancos de pruebas.
- Control de actuadores y válvulas.
- Posicionamiento en sistemas hidráulicos y neumáticos.
- Control de desplazamiento en turbinas y equipos energéticos.
- Metrología, inspección y control dimensional.
- Medición de deformaciones y desplazamientos en ensayos de materiales.
- Monitorización estructural y obra civil.
- Equipos de investigación y desarrollo.
- Sistemas OEM integrados en maquinaria y equipos de medida.
El entorno de trabajo es determinante: un modelo adecuado para un banco de ensayo no tiene por qué ser apropiado para una válvula de vapor, un cilindro hidráulico o una instalación exterior.
LVDT miniatura, IP68, alta presión y alta temperatura
Además de los modelos industriales estándar existen LVDT desarrollados para condiciones y restricciones de montaje específicas.
- LVDT miniatura: reducen el diámetro y la masa del conjunto para instalaciones con muy poco espacio disponible.
- LVDT IP67/IP68 o sumergibles: destinados a humedad, intemperie, inmersión u otros ambientes donde la estanqueidad es crítica.
- LVDT para alta presión: utilizados en sistemas hidráulicos, cilindros, actuadores y otros montajes donde el transductor puede estar expuesto a fluidos presurizados.
- LVDT para alta temperatura: frecuentemente separan el elemento sensor de la electrónica para mantener los componentes electrónicos alejados de la zona caliente.
- LVDT para vibración o entornos severos: requieren una construcción mecánica, cableado y sistema de fijación adecuados para las condiciones reales de funcionamiento.
Estas denominaciones no sustituyen la comprobación de la ficha técnica: los límites reales de temperatura, presión, inmersión, choque o vibración dependen de cada serie y referencia.
Ventajas del LVDT frente a otras tecnologías de desplazamiento
Una de las principales ventajas del LVDT es que la medida se obtiene mediante un principio inductivo. En configuraciones de núcleo libre no existe contacto eléctrico entre el elemento móvil y los devanados, lo que permite una elevada vida útil y buena repetibilidad.
Frente a un potenciómetro lineal, un LVDT evita el contacto eléctrico de una pista resistiva y resulta especialmente interesante cuando se esperan muchos ciclos de funcionamiento.
Los sensores magnetostrictivos, láser, potenciométricos y otras tecnologías de desplazamiento pueden ser más apropiados en determinadas aplicaciones. La elección debe hacerse según carrera, precisión, velocidad, entorno, espacio, coste y tipo de señal, no únicamente por la tecnología del sensor.
Preguntas frecuentes sobre sensores LVDT
¿Qué diferencia hay entre un LVDT amplificado y uno sin amplificar?
El LVDT sin amplificar necesita una electrónica externa que proporcione la excitación y acondicione la señal. Un LVDT amplificado incorpora esa electrónica en el propio transductor o conjunto y puede entregar directamente señales industriales como 4-20 mA o 0-10 V, dependiendo del modelo.
¿Puede conectarse un LVDT directamente a un PLC?
Depende del modelo. Un LVDT AC o pasivo necesita normalmente un acondicionador de señal. Un modelo con electrónica integrada y una salida compatible, por ejemplo 4-20 mA o 0-10 V, puede conectarse a la entrada analógica correspondiente del PLC. El conexionado exacto debe comprobarse en la ficha de cada referencia.
¿Qué es un LVDT de medio puente?
Es una configuración inductiva en la que el transductor utiliza una arquitectura de medio puente y necesita una electrónica compatible para su excitación, demodulación y acondicionamiento. No debe asumirse que cualquier acondicionador LVDT es compatible con cualquier sensor de medio puente.
¿Un LVDT tiene resolución infinita?
El principio inductivo proporciona una señal continua y no está limitado por pasos discretos de medida. En una instalación real, la resolución alcanzable está condicionada por el acondicionador, el ruido eléctrico, la adquisición de datos, la estabilidad mecánica y el resto del sistema de medida.
¿Qué datos necesito para sustituir un LVDT antiguo o descatalogado?
Siempre que sea posible conviene disponer de fabricante y referencia, ficha técnica o fotografía de la etiqueta. También son importantes la carrera, dimensiones del cuerpo, tipo de núcleo, conexión mecánica, número de cables, alimentación o frecuencia de excitación, sensibilidad, señal de salida y condiciones ambientales.
¿Qué información necesita GUEMISA para recomendar un LVDT?
Como mínimo: recorrido a medir, espacio disponible, tipo de montaje, señal deseada, sistema al que se conectará el sensor y condiciones ambientales. Si se trata de una sustitución, una fotografía y la referencia del sensor existente suelen acelerar considerablemente la búsqueda de una alternativa.
Selección, equivalencias y sustitución de sensores LVDT
GUEMISA puede ayudar en la selección de sensores LVDT, acondicionadores de señal y sustitución de referencias existentes. Cuando un modelo está descatalogado o tiene un plazo de entrega elevado, podemos estudiar alternativas en función de sus características eléctricas y mecánicas.
Para estudiar una aplicación o equivalencia, envíenos la marca y referencia existente, ficha técnica o fotografía del sensor, junto con la carrera, señal de salida, dimensiones y condiciones de funcionamiento disponibles.