Asentoanturi on eräänlainen laite, jota käytetään tarkkailemaan ja mittaamaan muutosta kohteen sijainnissa laitteessa/koneessa tai tietyssä läheisyydessä ja muutoksia signaaleiksi, jotka ovat sopivia lähetykseen, käsittelyyn tai ohjaukseen. Saatavilla on erilaisia asentoantureita, joissa siirtymäanturi on tietyntyyppinen asentoanturi. Yleensä normaalit anturit havaitsevat kohteen olemassaolon, kun taas siirtymäanturit havaitsevat vain siirtymän, kun jokin esine liikkuu paikasta toiseen. Joten siirtymän tunnistuksen määrä antaa sinun yksinkertaisesti määrittää kohteen paksuuden ja korkeuden. Tässä artikkelissa käsitellään yleiskatsausta a siirtymäanturi – sovellusten parissa työskenteleminen.
Mikä on siirtymäanturi?
Siirtymäanturi on sähkömekaaninen laite, jota käytetään muuttamaan kohteen liike sähköstaattisiksi, sähkömagneettisiksi tai magnetosähköisiksi signaaleiksi, jotka luetaan ja tulkitaan tiedoiksi. On olemassa laaja valikoima siirtymäantureita, kuten lineaarisia ja pyöriviä. Nämä anturit auttavat myös mittaamaan anturin ja kohteen välistä fyysistä etäisyyttä. Useimmat siirtymäanturit mittaavat staattisia ja dynaamisia siirtymiä, joten niitä käytetään usein kohteen värähtelyn mittaamiseen. Mitatut siirtymät vaihtelevat mikrotuumista muutamaan jalkaan.
Siirtymäanturin toimintaperiaate perustuu erittäin luotettavaan induktiiviseen mittausperiaatteeseen. Nämä anturit ovat kestäviä, erittäin helppokäyttöisiä ja voivat saavuttaa suuren tarkkuuden. Siirtymäanturit antavat luotettavia mittaustuloksia tuotannon, tutkimuksen ja kehityksen eri alueilla.
Siirtymäanturin piirikaavio
Alla olevassa piirissä käytetty siirtymäanturi on induktiivinen anturi. Tätä piiriä käytetään siirtymän mittaamiseen induktiivisella anturilla.
Yllä olevassa piirissä muuntaja sisältää ensiökäämin ja kaksi toisiokäämiä. Toisiokäämin kaksi päätepistettä on kytketty yhteen, joten voimme ilmoittaa, että nämä kaksi käämiä on yksinkertaisesti kytketty sarjaopposition sisällä.
VP-jännite syötetään muuntajan ensiökäämiin, olkoon jokaisen toisiokäämin yli kehittyvä jännite 𝑉𝑆1 𝑉𝑆2. Joten 'V0'-lähtöjännite vastaanotetaan toisiokäämien ensimmäisten pisteiden yli. Lähtöjännite voidaan siis kirjoittaa muodossa V0 = VS1 – VS2. Yllä olevassa piirissä käytetty muuntaja on differentiaalimuuntaja, koska se tuottaa o/p-jännitteen, joka on VS1:n ja VS2:n välinen ero.
Jos sydän on sijoitettu keskipisteeseen, kahden käämin S1 ja S2 indusoidut jännitteet ovat samanarvoisia. Eli lähtöjännite V0=0. Tässä tilassa sanomme, että siirtymää ei ole.
Jos ydin on siirretty keskiasennon yläpuolelle, kelan S1 sisällä generoitu emf on enemmän eli V1>V2.
Samalla tavalla, jos ydin siirtyy keskiasennon alapuolelle, S2-kelaan muodostuva emf on enemmän eli V2>V1.
Joten näissä kahdessa tapauksessa meillä on kaksi siirtymää ylöspäin ja alaspäin. Näissä kahdessa tapauksessa lähtöjännitteen V0 suuruus on verrannollinen sydämen asemaan suhteessa keskustaan.
Siten, jos haluamme mitata kehon siirtymän, meidän on yhdistettävä runko keskusytimeen. Siksi, kun runko siirtyy suorassa linjassa, ytimen keskipiste muuttuu, joten myös o/p-jännite, kuten 'V0', vaihtelee vastaavasti. Tässä tilassa voimme saada siirtymän yksinkertaisesti mittaamalla o/p-jännite. Lähtöjännitteen vaihe ja suuruus siis tarkoittavat vastaavasti kappaleen siirtymää ja suuntaa.
Siirtymäanturin kalibrointi
Yleensä anturin kalibrointi on olennainen vaatimus mittausjärjestelmästä saatujen tulosten tarkkuuden, toistettavuuden ja luotettavuuden ylläpitämiseksi. Nämä muuntimet ovat yleisiä akateemisissa ja teollisissa sovelluksissa. Niiden kalibrointi on siis yleensä aikaa vievä toimenpide, mutta kalibrointilaitteita käytettäessä se on erittäin helppoa kiertämällä nuppia ja painamalla nappia.
Siirtymäanturin kalibrointijärjestelmä on täydellinen ratkaisu näiden muuntimien kalibrointiin jopa 50,8 mm:n siirtymillä 13 mikronin resoluutiolla. Sitä käytetään minkä tahansa järjestelmän kanssa, vaikka sen mukana tulee mukautettu ohjelmisto, joka mahdollistaa nopean ja helpon kalibroinnin, kun sitä on käytetty NI-järjestelmien kanssa.
Siirtymäanturityypit
Saatavilla on erityyppisiä siirtymäantureita, jotka tunnetaan myös siirtoanturina, kuten potentiometri, venymämittari, kapasitiivinen ja LVDT. Joten jokaista tyyppiä käsitellään alla.
Resistiivinen anturi
Resistiivistä anturia kutsutaan myös muuttuvan resistanssin muuntimeksi, koska se toimii muuttuvan vastuksen muuntimen periaatteella. Tämä anturi on yksi yleisimmin käytetyistä siirtymäantureista, jota käytetään mittaamaan erilaisia fyysisiä suureita, kuten painetta, siirtymää, voimaa, lämpötilaa ja tärinää, ja muuntaa ne sähköisiksi signaaliksi.
Kapasitiivinen anturi
Kapasitiivinen muunnin on passiivinen muunnin, joka toimii ulkoisella teholla. Tätä anturia käytetään pääasiassa paineen, siirtymän, liikkeen, voiman, nopeuden ja muiden parametrien mittaamiseen. Tämä anturi toimii muuttuvan kapasitanssin periaatteella, joten tämän anturin kapasitanssi muuttuu monista syistä, kuten dielektrisyysvakiosta, levyjen päällekkäisyydestä ja levyjen välisen etäisyyden muutoksista. Tämä on passiivinen tyyppi, jossa tasaiset ja vastakkaiset varaukset syntyvät levyille johtuen jännitteestä, joka kohdistuu kondensaattorilevyyn, joka on erotettu eristemateriaalin kautta.
Lineaarinen muuttuja differentiaalimuuntaja
LVDT tai lineaarinen muuttuva differentiaalimuuntaja on eräänlainen siirtymäanturi. Tämä anturi sisältää kolme symmetrisesti erillään olevaa käämiä, joissa ensiökäämi on keskikela ja loput kaksi käämiä ovat toisiokäämiä. Nämä on pääasiassa kytketty sarjaan ja sijoitettu tasaisesti pääkelaan nähden. Tästä linkistä saat lisätietoja - LVDT .
Induktiivinen anturi
Induktiivinen anturi on eräänlainen siirtymäanturi, joka toimii transduktion tai sähkömagneettisen induktion periaatteella. Tarvittavien fysikaalisten suureiden, kuten voiman, siirtymän, nopeuden, paineen, kiihtyvyyden, vääntömomentin, mittaamiseksi muutetaan keskinäistä tai itseinduktanssia. Paras esimerkki tästä muuntimesta on LVDT. Katso tästä linkistä saadaksesi lisätietoja induktiiviset muuntimet .
Venymämittari
Venymämittarin siirtymäanturia käytetään muuttamaan fyysisiä suureita, kuten painetta, siirtymää tai kuormitusta mekaaniseksi jännitykseksi, ja tämä mekaaninen jännitys muutetaan sähköiseksi o/p:ksi elastiseen runkoon asennettujen venymäanturien avulla. Venymämittarin siirtymäanturia käytetään pääasiassa siirtymän mittaamiseen alueella 0-10 mm. Tällä anturilla on lyhyt rungon pituus verrattuna LVDT:hen, eikä se sisällä sähkömagneettisia vaikutuksia. Näillä venymäantureilla on erittäin vakaa ja luotettava suorituskyky. Katso tästä linkistä saadaksesi lisätietoja venymämittari .
Hyödyt ja haitat
Siirtymäanturin etuja käsitellään alla.
- Siirtymäantureilla on erinomainen lineaarisuus.
- Niillä on erittäin korkea tarkkuus.
- Niiden resoluutio on jopa 0,01 µm.
- Nämä kestävät suuria magneettikenttiä, radioaktiivisia ympäristöjä ja laajoja lämpötila-alueita.
- Niillä on vahva muotoilu ja erinomainen vakaus.
- Nämä anturit voidaan asentaa mihin tahansa suuntaan.
- LVDT:n virrankulutus on alhainen.
- Nämä ovat erittäin herkkiä ja erittäin helppoja kohdistaa ja huoltaa.
- Näillä antureilla on alhainen hystereesihäviö.
- Mittausalue on korkeampi.
- Tämä anturi on kitkaton laite.
Siirtoanturin haitat käsitellään alla.
- Siirtymäanturi tarvitsee erittäin suuren siirtymän korkean jännitteen tuottamiseksi.
- Se tarvitsee suojauksen, koska se reagoi hyvin magneettikenttään.
- Tärinä ja lämpötilan muutokset voivat vaikuttaa anturin suorituskykyyn.
- Se tarvitsee ulkoisen demodulaattorin DC-ulostulon saamiseksi.
- Tämän anturin dynaaminen vaste on rajallinen.
Sovellukset
Siirtymäantureiden sovelluksia ovat seuraavat.
- Siirtymäantureita käytetään mittaamaan anturin kärjen ja pyörivän akselin välistä liikettä.
- Sitä käytetään jäykissä koneissa aina, kun erittäin pieni tärinä siirtyy akselilta koneen koteloon.
- Näitä käytetään teollisuussektorilla ja jopa julkisella sektorilla, kuten koneautomaatiossa, ilmailu- ja lentokoneissa, voimaturbiineissa, hydrauliikassa jne.
- LVDT:itä käytetään mittaamaan siirtymiä, jotka vaihtelevat mm:stä cm:iin.
- Näitä käytetään CNC-koneissa siirtymän mittaamiseen.
- Näitä käytetään valssattujen metallilevyjen paksuuden ja mittaamiseen.
- Näitä käytetään kanavissa jännityksen mittaamiseen.
- RVDT-siirtoantureita käytetään lennonohjausjärjestelmissä.
- Potentiometrityyppejä käytetään voiman, kiihtyvyyden ja paineen mittaamiseen.
Tämä on siten yleiskatsaus siirtymästä anturi – toimii sovellusten kanssa. Jos keho siirtyy asennosta toiseen suoran linjan sisällä, näiden kahden asennon välinen pituus tunnetaan myöhemmin nimellä siirtymä. Siirtymä on fysikaalinen suure, kuten nopeus, lämpötila, voima jne.
Siten siirtymäanturia käytetään mekaanisen värähtelyn/liikkeen, erityisesti suoraviivaisen liikkeen, muuntamiseen sähköisiksi signaaleiksi, muuttuvaksi sähkövirraksi tai jännitteeksi. Esimerkkejä siirtymäantureista ovat; siirtymä- ja taivutusjännitykset, jotka mittaavat normaalin siirtymän mittauksia, mittaavat halkeamia betonissa ja palkin mutkaa. Tässä on sinulle kysymys, mikä on anturin tehtävä?
