線形可変差動変圧器（LVDT）の概要
線形可変差動変圧器（LVDT）の概要

線形可変差動変圧器（LVDT）の概要

線形可変差動変圧器（LVDT）の概要 LVDTの簡潔な紹介をお探しですか？この記事では、構造、回路、伝達関数、線形範囲、感度など、LVDTの基本について説明します。 LVDTの構造 図1（a）。 LVDTの断面図。ハネウェルの画像提供 図1（b）。 LVDTの回路モデル どのように機能しますか？

LVDTの簡潔な紹介をお探しですか？この記事では、構造、回路、伝達関数、線形範囲、感度など、LVDTの基本について説明します。

LVDTの構造 図1（a）。 LVDTの断面図。ハネウェルの画像提供 図1（b）。 LVDTの回路モデル どのように機能しますか？

図2は、完全に中央に配置されたコアが理想的にゼロ出力を生成する方法を示しています。入力は、適切な周波数（V EXC ）のAC電圧によって励起されます。 ）。 2つの2次コイルは、1次コイルの両側に対称的に巻かれているため、中心にあるコアは、1次コイルから2つの2次コイルへの等しい磁気結合につながります。二次巻線が直列に対向している場合、反対の極性を持つ等しい電圧が2つの二次側に誘導されます（V s1 =-V s2 ）。したがって、2つの巻線の電圧は相殺され、全体の出力はゼロになります（V out =0）。

図2。 完全に中央に配置されたコアを備えたLVDT

図3に示すように、コアが上向きに変位すると、一次側と一次二次側の間の結合が強くなります。これにより、2番目の2次側と比較して1番目の2次側のAC電圧が大きくなります（| V s1 |> | V s2 |）およびゼロ以外の出力（V out ）。出力はV s1 と同相であることに注意してください しかし、その振幅は比較的小さいです。

図3に示す例では、出力は理想的にはV EXC と同相である必要があります。 コアが上向きの変位を経験したとき。

図3。 コアが上に移動したLVDT 図4。 コアが下に移動したLVDT

この場合、一次結合と二次二次結合の間の磁気結合が増加し、| V s2 になります。 |> | V s1 |。ご覧のとおり、ゼロ以外のV out があります。 これは、理想的には励起電圧に対して180°位相がずれています。

伝達関数

図5に、一般的なLVDTの伝達関数を示します。 x軸は、中心からのコア変位です。 y軸は出力AC電圧の振幅です。

図5。 画像提供：RamónPallás-ArenyとJohn G. Webster、センサーとシグナルコンディショニング 線形範囲 直線性エラー

予想される直線近似からのLVDT出力の最大偏差は、直線性誤差と見なされます。直線性誤差は通常、フルレンジ出力の+/-パーセンテージとして表されます。たとえば、Measurement Specialties、Inc。のE-100 LVDTには、フルスケール範囲の±0.5％の最大直線性誤差があります。

感度

感度または伝達比により、出力電圧をコアの変位に関連付けることができます。感度を決定するために、推奨されるドライブレベル（3 V RMS ）でプライマリに電力を供給します。 E-100 LVDTの場合）、フルスケール変位によってコアをヌル位置から移動します。ここで、2つの2次巻線の両端の電圧を測定して、全体の出力電圧（V out ）を見つけます。 ）。これらの値を次の式に代入すると、LVDT感度がわかります。

\ [Sensitivity =\ frac > \ times（Core〜Displacement）> \]

感度は通常、1000分の1インチのコア変位（mV / V / mil）あたりの励起1ボルトあたりのミリボルト出力で指定されます。たとえば、E-100の感度は2.4 mV / V / milです。感度が高いので、信号調整回路に必要なゲインを決定できます。

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