{"id":1815,"date":"2024-10-11T10:29:55","date_gmt":"2024-10-11T09:29:55","guid":{"rendered":"http:\/\/guemisa.es\/?post_type=documentos-pdf&p=1815"},"modified":"2026-11-03T13:44:00","modified_gmt":"2026-11-03T12:44:00","slug":"explicacao-tecnica-o-que-e-um-lvdt","status":"publish","type":"documentos-pdf","link":"https:\/\/guemisa.es\/pt\/documentos-pdf\/explicacion-tecnica-que-es-una-lvdt\/","title":{"rendered":"LVDT: O que \u00e9 um transformador diferencial e como ele funciona?"},"content":{"rendered":"
\n

Tutorial t\u00e9cnico \u00b7 Schreiber Messtechnik<\/p>\n

Prim\u00e1ria e duas secund\u00e1rias<\/span>Ponto nulo<\/span>Sa\u00edda definitiva<\/span>3 V (RMS) a 2,5 kHz<\/span>Demodulador de 0 a 10 V<\/span><\/div>\n
Resposta r\u00e1pida<\/b>O LVDT (Transformador Diferencial Vari\u00e1vel Linear) \u00e9 um sensor de posi\u00e7\u00e3o que fornece uma Tens\u00e3o de sa\u00edda CA proporcional ao deslocamento do seu n\u00facleo<\/b> atrav\u00e9s dos enrolamentos. Possui um enrolamento prim\u00e1rio, dois secund\u00e1rios conectados em dire\u00e7\u00f5es opostas e um n\u00facleo magn\u00e9tico. No ponto zero, a sa\u00edda \u00e9 zero e uma defasagem de 180 graus indica a dire\u00e7\u00e3o do deslocamento. Normalmente, \u00e9 excitado com 3 V (RMS) a 2,5 kHz.<\/div>\n

Princ\u00edpio de funcionamento<\/h2>\n

Um LVDT \u00e9 muito semelhante a qualquer outro transformador: consiste em um enrolamento prim\u00e1rio, um enrolamento secund\u00e1rio e um n\u00facleo magn\u00e9tico. Uma corrente alternada, o sinal portador, \u00e9 aplicada ao enrolamento prim\u00e1rio, o que produz um campo magn\u00e9tico vari\u00e1vel ao redor do n\u00facleo. Esse campo induz uma tens\u00e3o alternada (CA) no enrolamento secund\u00e1rio pr\u00f3ximo ao n\u00facleo. Como em qualquer transformador, a tens\u00e3o induzida tem uma rela\u00e7\u00e3o linear com o n\u00famero de espiras.<\/p>\n

S\u00edmbolo<\/th>Significado<\/th><\/tr><\/thead>
Vout<\/td>Tens\u00e3o de sa\u00edda<\/td><\/tr>
Vin<\/td>Tens\u00e3o de entrada<\/td><\/tr>
N\u00e3o<\/td>N\u00famero de espiras no enrolamento secund\u00e1rio<\/td><\/tr>
Nin<\/td>N\u00famero de espiras no enrolamento prim\u00e1rio<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>\n

Conforme o n\u00facleo se move, o n\u00famero de espiras expostas no enrolamento secund\u00e1rio varia linearmente, e a amplitude do sinal induzido tamb\u00e9m varia linearmente com o deslocamento. A sa\u00edda \u00e9 linear para pequenos deslocamentos, desde que o n\u00facleo permane\u00e7a dentro do enrolamento prim\u00e1rio; a dist\u00e2ncia exata depende da geometria do LVDT.<\/p>\n

\"Diagrama<\/a>
Diagrama LVDT: enrolamento prim\u00e1rio, dois secund\u00e1rios e n\u00facleo m\u00f3vel.<\/figcaption><\/figure>
\"Secund\u00e1rio<\/a>
Secund\u00e1rio 1, prim\u00e1rio, secund\u00e1rio 2 e n\u00facleo m\u00f3vel<\/figcaption><\/figure><\/div>\n

Constru\u00e7\u00e3o e ponto nulo<\/h2>\n

A sigla LVDT significa Transformador Diferencial Vari\u00e1vel Linear, um transdutor eletromec\u00e2nico que converte o movimento retil\u00edneo de um objeto acoplado mecanicamente em um sinal el\u00e9trico. Esses sensores medem movimentos de alguns milion\u00e9simos de polegada a v\u00e1rias polegadas e posi\u00e7\u00f5es com precis\u00e3o de at\u00e9 \u00b120 polegadas.<\/p>\n

Elemento<\/th>Descri\u00e7\u00e3o<\/th><\/tr><\/thead>
Enrolamento prim\u00e1rio<\/td>Centrado entre dois canais para os enrolamentos secund\u00e1rios, simetricamente espa\u00e7ados em rela\u00e7\u00e3o ao prim\u00e1rio.<\/td><\/tr>
Enrolamentos<\/td>Em uma pe\u00e7a oca de pol\u00edmero refor\u00e7ado com fibra de vidro, termicamente est\u00e1vel e encapsulado contra umidade, com blindagem magn\u00e9tica de alta permeabilidade e cilindro de a\u00e7o inoxid\u00e1vel, normalmente \u00e9 o elemento fixo.<\/td><\/tr>
Essencial<\/td>Armadura tubular de material magneticamente perme\u00e1vel, livre para se mover axialmente dentro da cavidade dos enrolamentos e acoplada mecanicamente ao objeto a ser medido; sem contato f\u00edsico com os enrolamentos.<\/td><\/tr>
Ponto nulo<\/td>Posi\u00e7\u00e3o do n\u00facleo equidistante de S1 e S2: as tens\u00f5es E1 e E2 s\u00e3o iguais e a tens\u00e3o diferencial (E1 \u2013 E2) \u00e9 efetivamente 0.<\/td><\/tr>
N\u00facleo em dire\u00e7\u00e3o a S1<\/td>E1 aumenta e E2 diminui: tens\u00e3o diferencial E1 \u2013 E2<\/td><\/tr>
N\u00facleo em dire\u00e7\u00e3o a S2<\/td>E2 aumenta: tens\u00e3o diferencial E2 \u2013 E1<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>\n
\"Conjunto<\/a>
Conjunto de enrolamento: n\u00facleo magn\u00e9tico, blindagem eletromagn\u00e9tica e inv\u00f3lucro cil\u00edndrico.<\/figcaption><\/figure>
\"Encapsulamento<\/a>
Encapsulamento em ep\u00f3xi, blindagem magn\u00e9tica de alta permeabilidade, enrolamentos prim\u00e1rios e secund\u00e1rios e n\u00facleo.<\/figcaption><\/figure>
\"Tens\u00f5es<\/a>
Tens\u00f5es nos enrolamentos prim\u00e1rio e secund\u00e1rio com o n\u00facleo \u00e0 esquerda, no ponto nulo e \u00e0 direita.<\/figcaption><\/figure><\/div>\n

Sinal de sa\u00edda, fase e dire\u00e7\u00e3o do deslocamento<\/h2>\n

Os dois enrolamentos secund\u00e1rios s\u00e3o conectados em dire\u00e7\u00f5es opostas: com o mesmo campo magn\u00e9tico vari\u00e1vel, suas tens\u00f5es t\u00eam amplitudes iguais e sinais opostos, e s\u00e3o somadas quando conectadas a um ponto central comum. Na posi\u00e7\u00e3o de equil\u00edbrio, geralmente com deslocamento zero, a sa\u00edda \u00e9 zero. O sinal CA induzido \u00e9 demodulado para obter uma tens\u00e3o CC sens\u00edvel \u00e0 amplitude e \u00e0 fase.<\/p>\n

Recurso<\/th>Dados do documento<\/th><\/tr><\/thead>
Valor de Eo com deslocamento m\u00e1ximo<\/td>Depende da tens\u00e3o de excita\u00e7\u00e3o prim\u00e1ria e da sensibilidade do LVDT; tipicamente, v\u00e1rios volts efetivos (RMS).<\/td><\/tr>
Fase Eo em rela\u00e7\u00e3o \u00e0 excita\u00e7\u00e3o<\/td>Constante at\u00e9 que o centro do n\u00facleo passe pelo ponto nulo; ali, muda abruptamente em 180 graus.<\/td><\/tr>
Utiliza\u00e7\u00e3o da mudan\u00e7a de fase<\/td>Determine o lado do n\u00facleo em rela\u00e7\u00e3o ao ponto nulo usando o circuito apropriado; a polaridade da sa\u00edda indica a posi\u00e7\u00e3o.<\/td><\/tr>
Linearidade<\/td>Muito linear dentro da amplitude de movimento espec\u00edfica do tronco; pode ser usado em uma amplitude maior com alguma redu\u00e7\u00e3o na linearidade.<\/td><\/tr>
Efeito n\u00e3o linear<\/td>A rela\u00e7\u00e3o \u00e9 linear enquanto o n\u00facleo estiver exposto a todas as espiras do enrolamento prim\u00e1rio.<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>\n
\"Sa\u00edda<\/a>
Sa\u00edda com o n\u00facleo deslocado para a esquerda, no ponto nulo e para a direita.<\/figcaption><\/figure>
\"Magnitude<\/a>
Magnitude da sa\u00edda CA diferencial de acordo com a posi\u00e7\u00e3o do n\u00facleo (% da faixa total)<\/figcaption><\/figure>
\"\u00c2ngulo<\/a>
\u00c2ngulo de fase da sa\u00edda em rela\u00e7\u00e3o ao prim\u00e1rio: mudan\u00e7a de 180 graus no ponto zero.<\/figcaption><\/figure>
\"Sa\u00edda<\/a>
Sa\u00edda CC do m\u00f3dulo eletr\u00f4nico de acordo com a posi\u00e7\u00e3o do n\u00facleo<\/figcaption><\/figure><\/div>\n

Condicionamento e demodula\u00e7\u00e3o de sinais<\/h2>\n

Na pr\u00e1tica, os LVDTs s\u00e3o usados com est\u00e1gios demoduladores de portadora que fornecem o sinal da portadora ao prim\u00e1rio e convertem o sinal CA induzido em CC. O demodulador sens\u00edvel \u00e0 fase \u00e9 um conversor CA\/CC que fornece uma tens\u00e3o CC, tipicamente entre 0 e 10 volts, proporcional \u00e0 sa\u00edda do LVDT e sens\u00edvel \u00e0 sua fase em rela\u00e7\u00e3o \u00e0 portadora.<\/p>\n

Fato<\/th>Valor<\/th><\/tr><\/thead>
Fonte de alimenta\u00e7\u00e3o LVDT<\/td>Normalmente 3 V (RMS) a 2,5 kHz, diferente da rede el\u00e9trica.<\/td><\/tr>
N\u00facleo em dire\u00e7\u00e3o a um dos lados do prim\u00e1rio<\/td>Sa\u00edda em fase com a entrada; o demodulador fornece um sinal positivo.<\/td><\/tr>
N\u00facleo em dire\u00e7\u00e3o ao outro lado<\/td>Sa\u00edda deslocada em 180 graus; o demodulador fornece uma tens\u00e3o negativa proporcional ao deslocamento.<\/td><\/tr>
fun\u00e7\u00f5es do condicionador<\/td>Fornece excita\u00e7\u00e3o; converte a sa\u00edda CA de baixo n\u00edvel em uma sa\u00edda CC de alto n\u00edvel; decodifica a dire\u00e7\u00e3o por meio de uma defasagem de 180 graus; fornece um n\u00edvel de sa\u00edda zero ajust\u00e1vel eletricamente.<\/td><\/tr>
Formatos dispon\u00edveis<\/td>Chips e placas para aplica\u00e7\u00f5es OEM, m\u00f3dulos e instrumentos de laborat\u00f3rio completos.<\/td><\/tr>
LVDT cont\u00ednuo<\/td>Eletr\u00f4nica integrada: entrada CC e sa\u00edda CC, com praticamente todos os benef\u00edcios de um LVDT; pode n\u00e3o ser adequado para algumas aplica\u00e7\u00f5es ou instala\u00e7\u00f5es.<\/td><\/tr>
Demodulador s\u00edncrono<\/td>\u00c9 a \u00fanica que resulta em um zero real na posi\u00e7\u00e3o neutra do n\u00facleo.<\/td><\/tr>
Demodulador passivo com diodos<\/td>Suficiente em casos menos cr\u00edticos; alguma linearidade \u00e9 perdida, mas o reajuste de fase \u00e9 desnecess\u00e1rio.<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>\n
\"Sinal<\/a>
Sinal de entrada, sinal LVDT, componente demodulado e sa\u00edda CC final.<\/figcaption><\/figure>
\"Diagrama<\/a>
Diagrama de blocos do condicionador: fonte de alimenta\u00e7\u00e3o, oscilador de portadora, amplificador, demodulador e ajuste de zero.<\/figcaption><\/figure>
\"Demodulador<\/a>
Demodulador passivo com diodos: oscilador de excita\u00e7\u00e3o, detector de envelope e amplificador.<\/figcaption><\/figure><\/div>\n

Em um demodulador passivo, n\u00e3o h\u00e1 resist\u00eancia entre os diodos e o amplificador. Um amplificador diferencial CC detecta a diferen\u00e7a de magnitude e inverte a polaridade quando o n\u00facleo passa pela posi\u00e7\u00e3o neutra: a sa\u00edda \u00e9 positiva se o sinal na entrada n\u00e3o inversora predominar e negativa se o sinal na entrada inversora predominar.<\/p>\n

Caracter\u00edsticas do LVDT<\/h2>\n
Recurso<\/th>Detalhe<\/th><\/tr><\/thead>
Opera\u00e7\u00e3o sem atrito<\/td>N\u00e3o h\u00e1 contato mec\u00e2nico entre o n\u00facleo e o enrolamento; \u00fatil em testes de materiais, medi\u00e7\u00e3o de deslocamento por vibra\u00e7\u00e3o e sistemas dimensionais de alta resolu\u00e7\u00e3o.<\/td><\/tr>
Resolu\u00e7\u00e3o infinita<\/td>Acoplamento eletromagn\u00e9tico sem atrito; a resolu\u00e7\u00e3o \u00e9 limitada apenas pelo condicionador e pelo visor de sa\u00edda.<\/td><\/tr>
vida mec\u00e2nica ilimitada<\/td>Essencial em aplica\u00e7\u00f5es de alta confiabilidade, como avi\u00f5es, sat\u00e9lites, ve\u00edculos espaciais e instala\u00e7\u00f5es nucleares, bem como em controles de processos industriais e automa\u00e7\u00e3o de f\u00e1bricas.<\/td><\/tr>
Resist\u00eancia \u00e0 sobreexcurs\u00e3o<\/td>O orif\u00edcio interno da maioria dos LVDTs \u00e9 aberto em ambos os lados; o n\u00facleo passa pelas espiras sem sofrer danos; aplic\u00e1vel a extens\u00f4metros em ensaios de resist\u00eancia de materiais.<\/td><\/tr>
Sensibilidade de eixo \u00fanico<\/td>Ele responde ao movimento ao longo do eixo de enrolamento e geralmente ignora o movimento transversal ou a posi\u00e7\u00e3o radial; funciona com movimentos desalinhados ou flutuantes.<\/td><\/tr>
N\u00facleo e enrolamentos separados<\/td>Um tubo n\u00e3o magn\u00e9tico entre o n\u00facleo e o furo permite a conten\u00e7\u00e3o de um fluido comprimido; usado no feedback de posi\u00e7\u00e3o do pist\u00e3o em sistemas hidr\u00e1ulicos proporcionais e servov\u00e1lvulas.<\/td><\/tr>
Em volta<\/td>Encapsulamento em ep\u00f3xi, resistente \u00e0 umidade, choques, cargas e altos n\u00edveis de vibra\u00e7\u00e3o em todos os eixos; blindagem magn\u00e9tica que minimiza campos CA externos; revestimento e n\u00facleo em metais resistentes \u00e0 corros\u00e3o; veda\u00e7\u00e3o herm\u00e9tica por soldagem para vapores e l\u00edquidos inflam\u00e1veis ou corrosivos.<\/td><\/tr>
Temperatura<\/td>Os LVDTs comuns operam em uma faixa muito ampla; eles podem ser produzidos para temperaturas criog\u00eanicas ou, com materiais especiais, para temperaturas de radia\u00e7\u00e3o e de reatores nucleares.<\/td><\/tr>
estabilidade do ponto zero<\/td>Altamente est\u00e1vel e consistente em uma ampla faixa de temperatura; adequado como sensor de posi\u00e7\u00e3o nula em sistemas de malha fechada e servo-balanceados.<\/td><\/tr>
Resposta din\u00e2mica<\/td>Sem atrito, a resposta \u00e9 limitada apenas pelos efeitos inerciais da massa do n\u00facleo; normalmente, ela \u00e9 determinada pelo condicionador.<\/td><\/tr>
Sa\u00edda definitiva<\/td>Ap\u00f3s uma queda de energia, o valor de sa\u00edda ao reiniciar \u00e9 o mesmo que antes da falha.<\/td><\/tr><\/tbody><\/table><\/div>\n

Para medir for\u00e7as, visto que o LVDT apenas registra deslocamento, \u00e9 necess\u00e1rio um elemento el\u00e1stico (molas, cintas, an\u00e9is de torque, etc.). O documento mostra duas configura\u00e7\u00f5es, uma para for\u00e7as de tra\u00e7\u00e3o e outra para for\u00e7as de compress\u00e3o.<\/p>\n

\"Dois<\/a>
Dois conjuntos para medi\u00e7\u00e3o de for\u00e7as de tra\u00e7\u00e3o e compress\u00e3o com n\u00facleos prim\u00e1rios e secund\u00e1rios.<\/figcaption><\/figure>\n

Perguntas frequentes<\/h2>
O que \u00e9 um LVDT?<\/summary>

Um Transformador Diferencial Vari\u00e1vel Linear (LVDT): um sensor de posi\u00e7\u00e3o que fornece uma tens\u00e3o de sa\u00edda CA proporcional ao deslocamento do seu n\u00facleo atrav\u00e9s dos seus enrolamentos.<\/p><\/details>

Como o LVDT indica a dire\u00e7\u00e3o do deslocamento?<\/summary>

Os dois enrolamentos secund\u00e1rios est\u00e3o conectados em dire\u00e7\u00f5es opostas. Quando o n\u00facleo passa pelo ponto nulo, a fase de sa\u00edda muda em 180 graus, e a polaridade do sinal demodulado indica qual lado foi afetado.<\/p><\/details>

Que tipo de dieta um LVDT precisa?<\/summary>

Corrente alternada de amplitude e frequ\u00eancia diferentes da rede el\u00e9trica, tipicamente 3 V (RMS) a 2,5 kHz, fornecida pelo condicionador de sinal.<\/p><\/details>

Um LVDT perde sua posi\u00e7\u00e3o quando a alimenta\u00e7\u00e3o \u00e9 interrompida?<\/summary>

N\u00e3o. Trata-se de um dispositivo de sa\u00edda absoluta: ao reiniciar o sistema, o valor de sa\u00edda \u00e9 o mesmo de antes da falha.<\/p><\/details>

Por que um LVDT n\u00e3o apresenta desgaste?<\/summary>

Em condi\u00e7\u00f5es normais de uso, n\u00e3o h\u00e1 contato mec\u00e2nico entre o n\u00facleo e o enrolamento, portanto n\u00e3o h\u00e1 atrito, arrasto ou qualquer outra fonte de fric\u00e7\u00e3o.<\/p><\/details>

Qual \u00e9 a tens\u00e3o de sa\u00edda do demodulador de portadora?<\/summary>

Uma tens\u00e3o CC, tipicamente entre 0 e 10 volts, proporcional \u00e0 magnitude da sa\u00edda e sens\u00edvel \u00e0 sua fase.<\/p><\/details>\n

Relacionado<\/h2>