Guía técnica · GUEMISA
Para probas de laboratorio, un LVDT pasivo cun acondicionador externo é a mellor opción cando a resolución, o tamaño do sensor ou o rango de temperatura son importantes, mentres que se prefire un LVDT amplificado (coa electrónica dentro da carcasa) cando se desexa conectar o sensor directamente a unha entrada estandarizada de 4–20 mA ou 0–10 V. A lonxitude da carreira escóllese en función do desprazamento máximo esperado e a linealidade calcúlase sobre esa carreira: canto máis curta sexa a carreira, menor será o erro absoluto.
Un LVDT (transformador diferencial variable lineal) mide desprazamentos sen contacto eléctrico entre o núcleo e as bobinas, polo que non hai fricción nin desgaste na medición.
Principio de funcionamento
O sensor ten un enrolamento primario e dous enrolamentos secundarios conectados en oposición. Un oscilador excita o enrolamento primario con corrente alterna; na serie pasiva de Schreiber, por exemplo, a frecuencia de excitación é de 10 kHz. Dentro do conxunto, móvese un núcleo de aliaxe ferromagnética (Ni-Fe) unido a unha hasta.
- Co núcleo no centro, as tensións dos dous enrolamentos secundarios anúlanse entre si e a saída é cero;
- Cando o núcleo se despraza, unha tensión aumenta e a outra diminúe; a diferenza é proporcional ao desprazamento;
- A dirección do movemento indícase pola fase do sinal con respecto á excitación.
Dado que o sinal é continuo no espazo, a resolución do propio sensor é teoricamente infinita; na práctica está limitada polo ruído da electrónica e da adquisición.
LVDT amplificado fronte a LVDT pasivo con acondicionador
A diferenza non reside no principio de medición, senón en onde se atopan os compoñentes electrónicos de excitación e desmodulación.
| Aspecto | LVDT amplificado | LVDT pasivo + acondicionador |
|---|---|---|
| Electrónica | Integrado no sensor | Módulo externo (carril DIN ou OEM) |
| Saír | Normalizado: 4…20 mA, 0…20 mA, 0…10 V, ±10 V | Sinal de CA de baixa amplitude no sensor; o módulo emite saídas de 0/4…20 mA, 0…10 V ou ±10 V |
| Alimentación | Continuo (por exemplo, 18…30 V CC ou 24 V CC) | Só o módulo de acondicionamento |
| Cableado entre o sensor e o sistema | Sinal estandarizado, menos sensible ao ruído | Cable curto e blindado para o módulo |
| Tamaño do sensor | Depende do modelo; hai amplificados desde Ø 10 mm (Schreiber SM27) | Moi pequeno, a partir de Ø 10 mm en Schreiber SM21 e SM210 |
| Axuste | Segundo o modelo (algunhas series permiten escalar a saída) | Ganancia e cero no módulo |
| Cando encaixa. | Instrumentación e adquisición con entradas analóxicas estándar | Espazos limitados, temperaturas extremas ou varios sensores co mesmo aire acondicionado |
En probas con cables longos ou ruído eléctrico procedente de motores e accionamentos, a saída de corrente amplificada adoita ser máis conveniente. En mostras de proba pequenas ou cámaras climáticas, o sensor pasivo pódese colocar no interior e o acondicionador no exterior.
Carreira profesional e linealidade
Como elixir unha carreira profesional
Escolla a carreira estándar inmediatamente por riba do desprazamento máximo esperado, incluíndo as posicións de axuste. Un rango excesivamente grande reduce a sensibilidade e, en consecuencia, o sinal útil a pequenas deformacións; un rango demasiado pequeno empurra o núcleo aos extremos, onde a linealidade é peor. As follas de datos usan carreira eléctrica (a porción na que se garante a linealidade) e carreira mecánica (o percorrido físico total): no FTI 10, por exemplo, 10 mm e 12 mm.
Como ler a linealidade
Exprésase como unha porcentaxe da escala completa. Un LVDT de 20 mm con ±0,25 % ten un erro de ±0,05 mm ou ±50 µm; a mesma porcentaxe nun sensor de 5 mm dá ±12,5 µm. A repetibilidade adoita ser moito menor que o erro de linealidade: o FTI 10 informa dunha repetibilidade típica inferior a 2 µm e a sonda Schreiber SM224 unha repetibilidade máxima de 0,15 µm. Para as probas que comparan medicións, a repetibilidade é máis importante que a linealidade absoluta.
Resolución
O sensor non limita a resolución; o acondicionador, o conversor analóxico-dixital e o ruído si que o fan. Os acondicionadores da serie Schreiber SM12 afirman ter unha deriva térmica inferior ao 0,005 %/°C e unha frecuencia de corte de 800 Hz, datos que deben considerarse dependendo da velocidade da proba.
Retorno por resorte ou núcleo libre
| Configuración | Como funciona | Cando é conveniente? |
|---|---|---|
| Núcleo libre | O núcleo está unido mecanicamente á peza e móvese dentro do corpo sen tocar as paredes. | Probas dinámicas ou probas con espazos moi reducidos e onde non se permite a forza de contacto sobre a mostra |
| Sonda con retorno por resorte | O talo é presionado contra a peza de traballo cunha forza definida | Medicións puntuais de dimensión, grosor ou deformación, sen fixar o vástago á peza |
| Retorno neumático (SM224, opción .P) | A forza axústase pola presión: 0,4 bar equivalen a 0,7 N e 1 bar a 2,5 N | Cando sexa necesario controlar e reducir a forza de contacto |
A forza de contacto afecta á medición se a peza é branda ou delgada. Segundo os datos de GUEMISA, a sonda Schreiber SM224 aplica aproximadamente 0,7 N no centro do seu percorrido, a Novotechnik FTI 10 LVDT con retorno require 4 N con IP50 e 10 N con IP67, e a Novotechnik F200 require menos de 2 N.
Sondas e puntas de medición
A punta é a parte que toca a mostra e determina o resultado. As sondas Schreiber SM22 e SM224 teñen unha rosca M2,5 na punta; a F200 subministrase cunha sonda roscada cunha punta de carburo e unha porca de seguridade, o que permite que se fixe ao obxecto por fricción. Se a punta é de carburo, o desgaste redúcese en superficies abrasivas. Un fuelle protexe o eixe do po e das salpicaduras (a SM224 ten unha clasificación IP65 co fuelle). Teña en conta que a forza do resorte e o peso do eixe limitan a velocidade á que a sonda segue a superficie sen perder o contacto.
Comparación de produtos
| Produto | Rapaz | Carreira | Linealidade | Saír | Protección |
|---|---|---|---|---|---|
| Novotechnik F200 | Amplificado, talo | 5, 10 ou 20 mm (eléctrico) | ±0,1 a ±0,3% | ±10 V CC | IP67 con conector EEM |
| Novotechnik FTI 10 | Amplificado, con retorno | 10 mm (eléctrico) | ±0,1, ±0,2 ou ±0,4 % | 4…20 mA ou 0…20 mA | IP50 ou IP67 |
| Schreiber SM21 | Pasivo | de 5 a 20 mm | menos do 0,5 % (0,25 % opcional) | Aire acondicionado, con aire acondicionado | IP66 ou IP68 |
| Schreiber SM26 / SM28 | Pasivo | de 24 a 360 mm | menos do 0,5 % (0,25 % opcional) | Aire acondicionado, con aire acondicionado | IP66 con conector, ata IP68 con cable |
| Schreiber SM224 | Sonda pasiva | 2, 5, 10 ou 20 mm | menos do 0,5 % (0,25 % opcional) | Aire acondicionado, con aire acondicionado | IP65 con fuelle |
| Schreiber SM30 | Amplificado | 5, 10 ou 15 mm | ±0,5 % (±0,25 % opcional) | 4…20 mA, 0…20 mA, ±10 V, 0…10 V | IP66 con conector M12, IP68 con cable |
| Schreiber SM41 / SM43 | Amplificado e programable | de 20 a 360 mm | 0,2 % (ata o 0,1 % con corrección) | 4…20 mA, 0…20 mA, 0…10 V, 0…5 V | IP67, IP68 con cable |
Que produtos GUEMISA son axeitados?
Novotechnik F200Carreiras eléctricas de 5, 10 e 20 mm, saída de ±10 V CC, linealidade de ±0,1 a ±0,3 % e resolución case infinita.Ver especificacións técnicas →
Novotechnik FTI 10Carrera eléctrica de 10 mm, saída de 4…20 mA ou 0…20 mA, repetibilidade típica inferior a 2 µm e IP50 ou IP67.Ver especificacións técnicas →
Schreiber SM26 e SM28LVDT pasivo de 24 a 360 mm, sonda de núcleo libre ou con resorte; combínase cos acondicionadores das series SM10 e SM12.Ver especificacións técnicas →
Schreiber SM224sonda de 2 a 20 mm con repetibilidade máxima de 0,15 µm e opción de accionamento neumático.Ver especificacións técnicas →
Schreiber SM41 e SM43Amplificado por LVDT de 20 a 360 mm, carcasa de aceiro inoxidable de Ø 25 mm, saída escalable.Ver especificacións técnicas →
Schreiber SM12Acondicionador de carril DIN con saídas de 0/4…20 mA, 0…10 V ou ±10 V para LVDT pasivos.Ver especificacións técnicas →Documentación e casos relacionados
- LVDT: Que é e como funciona (PDF)
- Catálogo de sensores LVDT Schreiber Messtechnik (PDF)
- Toda a información técnica sobre GUEMISA
Preguntas frecuentes
Cal é a diferenza entre un LVDT amplificado e un LVDT pasivo?
O sensor amplificado aloxa a electrónica de excitación e desmodulación e fornece de 4 a 20 mA ou unha tensión estandarizada. O sensor pasivo fornece un sinal alterno e require un acondicionador de sinal externo.
Que precisión ten un LVDT?
Depende do modelo. Nas fichas técnicas de GUEMISA, a linealidade oscila entre o ±0,1 % no F200 e o FTI 10 e menos do 0,5 % nos pasivos estándar, e sempre se refire á escala completa da carreira.
Podo usar un LVDT pasivo cun PLC?
Si, pero precisa dun acondicionador entre os dous que converta o sinal alterno a 4…20 mA ou 0…10 V, como os módulos Schreiber SM12.
Cando escolleo núcleo libre e cando escolleo sonda?
O núcleo libre úsase cando o vástago pode fixarse á peza de traballo e non se require forza de contacto. A sonda accionada por resorte úsase para medir sen fixar o vástago, a cambio dunha forza de contacto de entre 0,7 N e 10 N dependendo do modelo.
Un LVDT sofre desgaste?
O núcleo non toca as bobinas, polo que a medición non provoca desgaste interno. Nas sondas, o desgaste concéntrase na punta e na guía do vástago.
Envíanos a solicitude, raza ou referencia que tes e indicarémosche o modelo e o teu código de pedido.