BAB I

PENDAHULUAN

Latar Belakang

The LVDT: sensor posisi sederhana dan akurat. Transformator variabel diferensial

linear terhormat masih merupakan solusi yang layak untuk posisi banyak merasakan masalah

(variabel transformer diferensial linier).

Diferensial transformator variabel linear (LVDT) telah ada selama bertahun-tahun,

dan tetap menjadi teknologi penginderaan populer untuk pengukuran posisi absolut. Hal ini

relatif sederhana, beroperasi pada rentang temperatur yang luas, memiliki resolusi sangat

halus, tidak pernah memakai keluar, dan memiliki keandalan yang tinggi. Hal ini juga cocok

untuk pengukuran linier atas rentang dari mikron hingga beberapa inci, tetapi menjadi kurang

efektif biaya pada jarak stroke lebih besar dari + atau - 3 in.

Transformer diferensial telah digunakan dalam berbagai bentuk sejak 1930-an, dan

LVDT menjadi dikenal secara luas di tahun 1940-an ketika Herman Schaevitz menerbitkan

makalahnya, "The Linear Variable Differential Transformer," LVDT menjadi lebih umum

sebagai sebuah sensor industri pada tahun 1960 dengan munculnya elektronik solid-state. Hal

ini masih populer saat ini, telah mengalami banyak perbaikan dalam kinerja dan telah

diadaptasi untuk miniaturisasi elektronik yang terkait.

Konfigurasi Dasar

The LVDT dasar terdiri dari tiga kumparan stasioner secara aksial sejajar memiliki

pusat membosankan, dan inti yang bergerak dalam membosankan. Ada clearance cukup

antara inti dan lubang untuk mencegah mereka menghubungi satu sama lain. Pusat kumparan

adalah utama transformator, dan didorong oleh gelombang AC pada frekuensi konstan 50 Hz

untuk> 10 kHz. Frekuensi operasi yang paling populer adalah 2,5 kHz. Dua kumparan

sekunder yang kabel dalam seri-bucking, sehingga tegangan mereka mengurangi.

1

BAB II

ISI

Transformator diferensial linear variabel (LVDT) adalah jenis listrik transformator

yang digunakan untuk mengukur perpindahan linier. Transformator memiliki tiga solenoidal

ditempatkan gulungan end-to-end sekitar tabung. Pusat kumparan utama, dan dua kumparan

terluar adalah sekunder. Sebuah inti feromagnetik silinder, melekat pada objek yang

posisinya akan diukur, slide sepanjang sumbu tabung.

Sebuah arus bolak didorong melalui primer, menyebabkan tegangan yang akan

diinduksi pada setiap proporsional sekunder untuk saling yang induktansi dengan primer. The

frekuensi biasanya dalam rentang 1 sampai 10 kHz.

Sebagai bergerak inti, ini perubahan induktansi bersama, menyebabkan tegangan

induksi di sekunder untuk berubah. Kumparan yang terhubung dalam seri terbalik, sehingga

tegangan output adalah perbedaan (maka "perbedaan") antara dua tegangan sekunder. Bila

inti berada dalam posisi sentral, berjarak sama antara kedua sekunder, sama tetapi tegangan

yang berlawanan diinduksi dalam dua kumparan, sehingga tegangan output adalah nol.

Bila inti dipindahkan dalam satu arah, tegangan dalam satu meningkat kumparan

sebagai menurun lainnya, menyebabkan tegangan output meningkat dari nol sampai

maksimal. Tegangan ini dalam fase dengan tegangan primer. Ketika bergerak inti dalam arah

lain, tegangan output juga meningkat dari nol hingga maksimum, tetapi fase adalah

berlawanan dengan yang utama. Besarnya tegangan keluaran sebanding dengan jarak

digerakkan oleh inti (sampai batas perjalanan), itulah sebabnya mengapa perangkat

digambarkan sebagai "linear". Fase tegangan menunjukkan arah perpindahan.

Karena inti geser tidak menyentuh bagian dalam tabung, dapat bergerak tanpa

gesekan, membuat LVDT perangkat yang sangat handal. Tidak adanya kontak geser atau

memutar memungkinkan LVDT yang akan benar-benar tertutup terhadap lingkungan. LVDT

biasanya digunakan untuk umpan balik posisi di servomechanisms , dan untuk pengukuran

otomatis pada peralatan mesin dan banyak aplikasi industri dan ilmiah lainnya.

2

Cutaway pandangan sebuah LVDT. Saat ini didorong

melalui kumparan primer di A, menyebabkan arus induksi

yang dihasilkan melalui koil sekunder pada B.

II.1 VARIABEL DIFERENSIAL LINEAR TRANSFORMATOR (LVDT)

The Linear Variable Differential Transformer (LVDT) adalah alat ukur perpindahan

dan bukan berbasis sensor regangan.

Model LVDT erat struktur Ke-Nol-order ideal sensor pergeseran pada frekuensi

rendah, di mana output adalah dan linier fungsi langsung dari input. LVDT adalah perangkat

variabel-keengganan, di mana pusat primer koil membentuk fluks magnet yang digabungkan

melalui angker mobile ke simetris-luka kumparan sekunder di kedua sisi primer.

Dua komponen terdiri dari LVDT: angker mobile dan gulungan trafo luar. Kumparan

sekunder adalah seri-menentang; luka dalam seri tetapi dalam arah yang berlawanan.

Ketika dinamo bergerak ini berpusat antara kedua-menentang sekunder seri, sama

pasangan fluks magnet ke kedua sekunder dan tegangan induksi di salah satu setengah dari

gulungan sekunder yang seimbang dan 180 derajat out-of-fase dengan, tegangan induksi yang

lain setengah dari gulungan sekunder.

3

Kondisi seimbang menyediakan total pembatalan tegangan sekunder sehingga output

tegangan nol. Ketika dinamo bergerak dipindahkan dari kondisi seimbang, fluks magnet akan

semakin banyak pasangan menjadi satu setengah dari sekunder daripada ke yang lain

menghasilkan tegangan output ketidakseimbangan pada frekuensi eksitasi kumparan primer.

Output tegangan dari LVDT sehingga fungsi langsung dari perpindahan dari dinamo

magnetik ponsel. The LVDT, menurut definisi, trafo dan memerlukan input primer koil

berosilasi.

The DC LVDT disediakan dengan osilator onboard, amplifier pembawa, dan sirkuit

demodulator. Karena adanya sirkuit internal, DC LVDT beroperasi terbatas suhu dari

biasanya -40 C sampai 120 C.

The LVDT AC dapat mentolerir variasi suhu ekstrim di operasi bahwa sirkuit internal

LVDT DC tidak bisa mentolerir. Biasanya, LVDT akan menjadi bersemangat oleh tegangan

carrier utama berosilasi pada 50 hertz dan 25 kilohertz antara dengan 2,5 kilohertz sebagai

nilai nominal. Frekuensi pembawa umumnya dipilih untuk setidaknya 10 kali lebih besar dari

yang diharapkan frekuensi tertinggi dari gerak inti.

Perumahan eksternal LVDT adalah dibuat dari bahan-magnetik memiliki

permeabilitas yang tinggi sehingga desensitizing perangkat dari efek medan magnet

eksternal.

Tidak ada elemen sensing musim semi ada di dalam suatu LVDT dan karena itu,

output dari sensor histeresis-bebas. Beberapa sensor LVDT displacement pengukur,

bagaimanapun, asalkan dengan return angker internal mata air untuk memungkinkan

pengukuran profil. Ketika tidak ada ada kontak langsung dengan dinamo bergerak

diperbolehkan ada hasil memakai mekanis. Penyediaan bantalan linear untuk mencegah

dinamo untuk struktur menghubungi kumparan dan membatasi memakai sangat dapat

memperpanjang operasi harapan hidup LVDT.

Hubungan yang kuat antara posisi inti dan menghasilkan tegangan keluaran desain

sensor yang menunjukkan resolusi yang sangat baik, lebih terbatas oleh sirkuit yang terkait

dibandingkan dengan metode penginderaan.

4

Inti internal LVDT umumnya terbuat dari paduan besi nikel anil dengan suhu-tinggi

keterbatasan perangkat terbatas pada titik curie inti dan berliku isolasi yang digunakan.

Karakteristik respon termal dari LVDT sangat baik untuk kuasi-statis termal

lingkungan dan statis karena dan listrik simetri fisik perangkat tersebut. Simetri fisik juga

memberikan kontribusi yang sangat baik nol pengulangan dari waktu ke waktu dan suhu dari.

Kebanyakan termal-sensitivitas pergeseran kesalahan hasil yang signifikan koefisien termal

resistensi (TCR) dari transformator gulungan tembaga. Dengan meningkatnya suhu, resistansi

kumparan primer akan meningkat menyebabkan penurunan arus utama dalam tegangan-kasus

bersemangat konstan sehingga mengurangi fluks magnet yang dihasilkan dan output tegangan

Sejalan.

Penggunaan-arus eksitasi konstan akan memastikan fluks utama konstan tanpa

perlawanan coil. Karena rangkaian setara dengan-sumber arus konstan merupakan sumber

tegangan dengan resistansi seri tak terbatas, penggunaan TCR-resistansi rendah, dalam seri

dengan utama, akan berfungsi dalam banyak cara yang sama seperti resistor span-kompensasi

piezoresistif oleh menyebabkan tegangan utama untuk meningkatkan sebagai fungsi

temperatur sehingga mengimbangi TCR-kerugian yang disebabkan. Penggunaan rendah TCR

resistor seri di sirkuit primer memungkinkan tegangan sumber konstan untuk muncul ke

LVDT sebagai-sumber arus konstan.

Metode termal-aktif lainnya juga dapat digunakan untuk mengkompensasi TCR lilitan

primer dengan menyebabkan tegangan utama untuk meningkatkan, dengan meningkatnya

suhu, sebanding dengan peningkatan ketahanan koil primer. Suhu koefisien permeabilitas

magnetik merupakan kontributor termal-sensitivitas shift dan kompensasi keluar sebagai efek

bersih dengan cara yang dijelaskan di atas. Dalam waktu sekitar 2 detik dari aplikasi daya

osilator LVDT dan sirkuit demodulator akan menstabilkan cukup untuk pengukuran dinamis.

Karena pemanasan sendiri dari kumparan primer,-up kali hangat untuk statis

pengukuran presisi tinggi dibandingkan dengan strain sensor gaged dan tergantung pada

stabilitas termal lingkungan pengukuran.

5

II.2 Cara kerja LVDT

Transformer diferensial (juga dikenal sebagai transformer diferensial variabel linear,

atau LVDT's) adalah alat indera induktif yang menghasilkan output tegangan AC sebanding

dengan perpindahan mekanik dari inti besi kecil,. Mereka adalah sederhana dan kasar,

sepenuhnya stepless memiliki resolusi dan dapat menyelesaikan fraksi dari microinch, jika

diperlukan.

Satu utama dan dua kumparan sekunder yang simetris disusun untuk membentuk

sebuah silinder berongga, seperti ditunjukkan pada diagram silang-bagian berikut dari LVDT

khas dengan diperpanjang dinamo musim semi . Sebuah inti nikel-besi magnetik, didukung

oleh push rod bukan magnetik, bergerak secara aksial dalam silinder dalam menanggapi

perpindahan mekanis dari ujung probe.

Dengan eksitasi kumparan primer, tegangan induksi akan muncul di umparan

sekunder. Karena simetri kopling magnetik untuk utama, ini disebabkan tegangan sekunder

adalah sama ketika inti berada di pusat ("null" atau "nol listrik") posisi. Ketika kumparan

sekunder yang terhubung dalam oposisi seri, seperti yang ditunjukkan pada gambar, tegangan

sekunder akan membatalkan dan (idealnya) tidak akan ada tegangan keluaran bersih.

6

Namun, jika inti dipindahkan dari null "posisi", di kedua arah, satu egangan sekunder

akan meningkat, sedangkan menurun lainnya,. Karena kedua tegangan tidak lagi

membatalkan tegangan output bersih sekarang akan menghasilkan. Jika transduser telah

dirancang dengan baik, output ini akan persis sebanding dengan besarnya perpindahan,

dengan polaritas fase (sebagai referensi tegangan eksitasi primer) sesuai dengan arah

perpindahan (lihat grafik dalam gambar).

Aktual (sebagai lawan dari "ideal") tegangan keluaran AC dari LVDT yang akan

diwakili oleh garis solid dalam grafik tidak. Perhatikan bahwa tidak ada kemampuan untuk

membedakan antara pergeseran di kedua sisi null, dan bahwa tegangan tidak pergi ke nol

pada null, tapi tetap beberapa nilai minimum terbatas.

Ini "null sisa" tegangan, yang selalu hadir untuk tingkatan tertentu, sebagian terdiri

dari pickup listrik asing dan sebagian dari komponen tegangan quadrature yang timbul dari

dan lain efek kapasitif.

Untuk mencapai manfaat yang dihasilkan pembacaan pengukuran data-LVDT, sinyal

kondisioner harus digunakan yang dapat menghilangkan efek dari tegangan sisa null, dan

juga membedakan antara input positif dan negatif, sehingga menghasilkan output sesuai

dengan cita-cita "karakteristik" diwakili oleh garis putus-putus dalam grafik.

Dalam kasus-bersemangat LVDT AC, sebuah kondisioner yang sensitif carrier

penguat-tahap desain-sebagaimana dicontohkan oleh semua Daytronic instrumen AC LVDT

menyediakan optimal sensitivitas dan akurasi. Menanggapi hanya untuk frekuensi carrier

dimodulasi, seperti alat yang sensitif terhadap DC asing dan AC "noise" tegangan pada

frekuensi lainnya.

7

BAB III

PENUTUP

Kesimpulan

Kesimpulan yang dapat kita ambil dari makalah ini yaitu Linear Variable Differential

Transformer (LVDT). Sebuah perangkat yang memberikan indikasi posisi yang akurat

sepanjang rentang katup atau perjalanan mekanis adalah transformator diferensial linear

variabel (LVDT).

8