Шта је линеарни диференцијални трансформатор

Наизменична струја која тече у једном примарном калему може се користити за индукцију наизменичног напона у два секундарна намотаја. Ако су два секундарна намотаја идентична по својим карактеристикама и две путање линија магнетног поља које пролазе кроз ове калемове су такође идентичне, онда ће два генерисана секундарна напона бити једнака. Уређај са овом структуром назива се диференцијални трансформатор.

Диференцијални трансформатор може имати ваздушно језгро или магнетно језгро.

Два секундарна намотаја могу бити повезана било фазно или антифазно, у првом случају се њихови напони додају један другом, ау другом случају један од другог одузима.

Примарни намотај се користи за покретање два симетрична секундарна намотаја, од којих се потоњи могу повезати тако да се секундарни напони додају или одузимају један од другог.

Ако су два намотаја повезана према шеми одузимања, онда ће при истим вредностима њихових напона укупан секундарни напон бити нула.Ако се карактеристике магнетног кола једног од ових намотаја намерно промене у поређењу са карактеристикама магнетног кола другог намотаја, тада ће се два секундарна напона разликовати и њихова разлика неће бити нула.

У овим условима, фаза укупног секундарног напона показује која путања линија магнетног поља има највећи отпор, док амплитуда овог напона одражава вредност разлике релуктанса.

Ако се иста акција користи за повећање магнетног отпора једне путање и смањење магнетног отпора друге путање, онда излазни напон који одражава ово дејство достиже своју максималну вредност, а функција преноса ће имати највећу могућу линеарност.

Пошто не могу да се направе потпуно идентична два секундарна намотаја и две путање линија магнетног поља, диференцијални трансформатор увек има одређен излазни напон, чак и са нултим корисним сигналом на улазу.

Поред тога, карактеристике магнетних кола су нелинеарне. Као резултат ове нелинеарности појављују се чак и хармонијске компоненте основне фреквенције примењеног примарног побудног напона, које се не могу у потпуности надокнадити ни при једном распореду секундарних намотаја.

Нерад феромагнетног кола са ваздушним зазором је функција ширине процепа са јаком нелинеарношћу. Као резултат тога, индуктивност завојнице намотане око таквог кола је такође нелинеарна функција ширине зазора.

Истовремено, ако постоје две мање-више идентичне путање линија магнетног поља, свака са ваздушним зазором, и ако се ширина једног процепа повећава са смањењем ширине другог, онда ће разлика у магнетном отпору ових путање могу варирати довољно линеарно.

Основни принципи диференцијалног трансформатора су оличени у пракси у различитим специфичним конфигурацијама дизајна за многе различите намене.

Линеарни променљиви диференцијални трансформатор (ЛВДТ) је пасивни претварач (сензор) који ради на принципу међусобне индукције и може се користити за мерење померања, деформације, притиска и тежине.

Најчешће се они помоћу НС могу користити за мерење помака у распону од неколико милиметара до центиметара, директно претварајући И'м померање у електрични сигнал.

Индуктивност завојнице у близини или унутар које се налази феромагнетна шипка је функција координате положаја ове шипке у односу на калем са јаком нелинеарношћу.

Ако је такав штап феромагнетно коло неког диференцијалног трансформатора, онда секундарни диференцијални напон може послужити као индикатор померања штапа, у зависности од овог померања довољно линеарно.

Примарни намотај је повезан са извором наизменичне струје. Два секундарна намотаја С1 и С2 имају једнак број завоја и монтирани су у серији један наспрам другог.

Тако је ЕМФ индукована у овим намотајима за 180° ван фазе један у односу на други и на тај начин се укупни ефекат поништава.

Положај симетричног феромагнетног језгра предвиђеног у дизајну диференцијалног трансформатора може се одредити из фазе и амплитуде секундарног напона.

Апсолутна разлика између два секундарна напона указује на апсолутну вредност померања штапа у односу на центар или нулту позицију, а фаза овог различитог напона указује на смер померања.

Б / И крива линеарног променљивог диференцијалног трансформатора приказана је на слици.

Пример коришћења линеарног диференцијалног трансформатора за обезбеђење тачне повратне информације о положају за надзор и контролу вентила у хемијским постројењима, електранама и пољопривредној опреми:

Потопљени сензори помака ЛВДТ Д5В:

Ови претварачи су дизајнирани за мерење померања и положаја. Омогућавају тачно мерење положаја арматуре (клизног дела) у односу на кућиште сензора померања.

Потопни претварачи померања су дизајнирани да врше мерења док су уроњени у одговарајуће течности. Немагнетне течности могу да поплаве цев арматуре без утицаја на рад претварача. Ови претварачи су доступни у верзијама са неконтролисаним или повратним опругом.

Приликом аутоматизације различитих технолошких процеса често се користе билатерални претварачи са диференцијалним трансформатором са феромагнетним језгром, које се на својим крајевима на једнаким растојањима убацује у два секундарна намотаја.

Како се штап помера аксијално, он се помера дубље у један од ових намотаја и протеже се од другог.Апсолутна разлика између два секундарна напона указује на апсолутну вредност померања штапа у односу на центар или нулту позицију, а фаза овог различитог напона указује на смер померања.

Ротациони диференцијални трансформатор наизменичне струје:

Ротациони променљиви диференцијални трансформатор је пасивни трансформатор заснован на принципу међусобне индукције. Користи се за мерење угаоног померања.

Његов дизајн је сличан оном код линеарног варијабилног диференцијалног трансформатора осим конструкције језгра.

Примарни намотај је повезан са извором наизменичне струје. Два секундарна намотаја С1 и С2 имају једнак број завоја и монтирани су у серији један наспрам другог.

Предности линеарног диференцијалног трансформатора:

• Нема физичког контакта између језгра и калемова;

• Висока поузданост;

• Брз одговор;

• Дуг радни век.

То је најраспрострањенији индуктивни сензор због своје високе тачности.