Gebruik van LVDT-sondes en lineaire transducers voor dimensionale en geometrische controle

I LVDT-transducers maken precisiemetingen op mechanische onderdelen mogelijk of op elk object dat kan worden gemeten met een contactprobe.

In combinatie met speciale signaalversterkers laten ze de meting van dimensionale kenmerken (dikten, breedten, posities, hoogten, diameters, ovaliteit) en geometrisch (vlakheid, parallellisme, loodrechtheid, oscillatie, excentriciteit en coaxialiteit) met millesimale precisie zelfs op complexe mechanische onderdelen.

LVDT-transducers met veeraandrijving (met vaste mechanische voorspanning) of LVDT-transducers met pneumatische aandrijving zijn bijzonder geschikt voor automatische meetsystemen.

Sommige families van LVDT-sondes kunnen worden gemaakt met een op vacuüm gebaseerd verplaatsingsmechanisme.

Transducers met radiale kabeluitgang, met axiale kabeluitgang of met snelkoppelings- en ontkoppelingssystemen zijn mogelijk.

RODER produceert complete "turnkey" -systemen bestaande uit LVDT-sondes, versterkers en elektronische controllers, gegevensverzamelsystemen, speciaal ontworpen software voor statistische en mechanische besturing.

RODER meetsystemen vinden toepassingen in vele industriële sectoren: precisiemechanica, plaatbewerking, kunststof gieten, elektro-medisch, metallurgisch en ijzer en staal.


Toepassingen van LVDT-transducers

Typische toepassingen van meetsystemen op basis van LVDT-transducers zijn gerelateerd aan de meting van mechanische onderdelen, geproduceerd in plastic materialen, in de glassector, in de sector van de vervormingsverwerking.

Dimensionale en geometrische metingen en controles op gestempelde en gesneden delen

De LVDT-sondes, gecombineerd met de MODULCHECK-systemen van RODER-productie, maken de meting in snelle tijden en direct in de productielijn van de vlakheid van gevormde, gesneden, gelamineerde of gegoten onderdelen. De vlakheidsmeting wordt uitgevoerd met een sensormatrix die verschillen kan detecteren in vergelijking met een gecertificeerde kalibratiemaster. Het testresultaat is een afbeelding van de geverifieerde gebieden met de relatieve numerieke waarde van afwijking van de ideale vorm.

Met een zeer intuïtieve grafische presentatie kunt u snel en betrouwbaar de gebieden van niet-naleving bepalen. Alle verkregen gegevens kunnen worden gebruikt voor statistische berekeningen (Sigma, Cp, Cpk, Cm, Cmk) of voor het realiseren van controlekaarten (XS, XR, procestrend, populatieverdeling).

Vormcontroles op grote deeltjes

De LVDT-sondes, gecombineerd met de MODULCHECK-systemen geproduceerd door RODER, laten de vormcontrole van objecten van elke grootte en materiaal. De vormcontrole wordt uitgevoerd in vergelijking met een referentiemaster en alle verschillen worden snel en intuïtief benadrukt. Het is mogelijk om signalen te genereren die buiten de tolerantie of gedeeltelijke non-conformiteit van het product vallen. Het systeem kan ook worden geïnstalleerd in robotachtige bedieningszones en automatische controlebanken zonder toezicht. In deze configuratie kunnen alle verificatiehandelingen rechtstreeks worden bestuurd door een PLC of een automatisch productiesysteem.

Oscillatie- en excentriciteitsmetingen op roterende delen

LVDT-sondes, gecombineerd met MODULCHECK-systemen geproduceerd door RODER, maakt de bepaling van geometrische kenmerken mogelijk van delen die worden onderworpen aan rotatie op staartstukken. Het is dus mogelijk om diameters, ovalisaties en oscillaties te meten, maar ook rondheid, cilindriciteit en gegevens van het radiale profiel van het object (belangrijk in toepassingen zoals het meten van nokkenassen). De meting kan ook worden verkregen door speciaal voor dit type regeling ontwikkelde meetmachines in het metrologisch laboratorium of in de productielijn (3D-meetmachines, profilometers, optische machines).

Gemeenschappelijke kenmerken van de door RODER voorgestelde systemen

  • Uitstekende herhaalbaarheid, duurzaamheid en levensduur.
  • Alle LVDT RODER-sondes zijn gemonteerd op kogellagers, behalve miniatuur axiale sondes.
  • De kogellagergeleider is zeer ongevoelig voor de radiale krachten die op de meetstaaf worden uitgeoefend. Een anti-rotatieapparaat zorgt voor een perfecte beweging van het mechanische geleidingssysteem.
  • De axiale sondegeleiders zijn in hoge mate beschermd tegen het binnendringen van vloeistoffen (olie) of vaste stoffen (stof) door beschermende balgen van elastomere kwaliteit.
  • De inzetstukken (meetinzetstukken) kunnen worden vervangen of vervangen. Een ruime keuze aan geometrische vormen en maten is beschikbaar.
  • De meetkracht kan worden aangepast door de veer te veranderen, afhankelijk van het sondemodel.
  • Diameter van de sondebehuizing van 8 mm. Het kan over de gehele lengte worden geblokkeerd.
  • Beschermingsgraad IP65 volgens IEC 60529.
  • Breed scala aan accessoires, inclusief meetinzetstukken, veersets, etc.
  • LVDT-sondes compatibel met meetapparatuur van andere fabrikanten op aanvraag verkrijgbaar.

RODER biedt een complete familie LVDT-sensoren (analoge elektronische sondes) en speciale meetinstrumenten voor de meest veeleisende toepassingen.

Standaard sondes LVDT RODER

Standaardprobes, ook wel halfbrugprobes genoemd, werken volgens het elektrische principe van magnetische koppeling. LVDT-sondes kunnen worden gebruikt in combinatie met meetinstrumenten van andere fabrikanten om een ​​compleet scala aan metingen en geometrische metingen te verkrijgen.

Deze sondes staan ​​bekend als LVDT-sondes (Linear Variable Differential Transformer). Alle elektronische sondes van RODER kunnen zowel met handmatige instrumenten, intern of extern, of in combinatie met andere typische meetinstrumenten en steunen worden gebruikt.

RODER kan axiale sondes leveren met lineaire verplaatsing van de meetstaaf, hoeksondes met kantelhendel of parallelle geleidingssondes, speciaal ontworpen voor apparaten met meerdere quota en andere apparatuur voor procesbesturing, waardoor veel componenten kunnen worden bespaard assemblage, die, op enkele uitzonderingen na, in wezen vergelijkende metingen uitvoert.

Op basis van een hoofdmaster, die een meetblok, een instelring of elk ander als zodanig geaccepteerd stuk kan zijn, worden verschillende afmetingen van het te testen stuk vergeleken - Alle metingen worden met hoge precisie uitgevoerd.

Wat is een LVDT?

LVDT staat voor Linear Variable Differential Transformer. Het is een type elektromechanische transducer die in staat is de rechtlijnige beweging van een object waaraan deze mechanisch is gekoppeld, om te zetten in een overeenkomstig elektrisch signaal. LVDT lineaire positiesensoren kunnen bewegingen van een paar miljoenste millimeter tot enkele millimeters meten.

De interne structuur van de LVDT-sensor bestaat uit een primaire wikkeling gecentreerd tussen een paar secundaire wikkelingen, symmetrisch op afstand van de primaire. De spoelen worden op een enkele thermisch stabiele drager gewikkeld, ingekapseld tegen vocht, gewikkeld in een magnetisch schild met hoge permeabiliteit en vervolgens bevestigd in een cilindrische roestvrijstalen behuizing. Dit spoelsamenstel is gewoonlijk het stationaire element van de positiesensor.

Het bewegende element van een LVDT is een afzonderlijke buisvormige versterking gemaakt van magnetisch permeabel materiaal. Dit wordt de kern genoemd, die vrij is om axiaal binnen het holle gat van de spoel te bewegen en mechanisch gekoppeld is aan het object waarvan de positie wordt gemeten. Tijdens bedrijf wordt de primaire wikkeling van de LVDT geëxciteerd door een wisselstroom van voldoende amplitude en frequentie, bekend als primaire excitatie.

Het elektrische uitgangssignaal van de LVDT is de differentiële wisselspanning tussen de twee secundaire wikkelingen, die varieert met de axiale positie van de kern in de LVDT-spoel. Gewoonlijk wordt deze AC-uitgangsspanning door geschikte elektronische schakelingen omgezet in gelijkstroomspanning of -stroom op hoog niveau, wat handiger in gebruik is.

Waarom een ​​LVDT gebruiken?

Oneindige resolutie

Omdat een LVDT werkt volgens de principes van elektromagnetische koppeling in een volledig analoog systeem, kan het oneindig kleine variaties in de positie van de kern meten. Deze oneindige resolutiemogelijkheid wordt alleen beperkt door ruis in een LVDT-signaalconditioner en de resolutie van het uitgangsdisplay. Deze zelfde factoren geven een LVDT zijn uitzonderlijke herhaalbaarheid.


Herhaalbaarheid van het nulpunt

De positie van het centrale nulpunt van een LVDT is uiterst stabiel en herhaalbaar, zelfs in het brede bedrijfstemperatuurbereik. Dit zorgt ervoor dat een LVDT goed werkt als referentiepositiesensor in gesloten-lusbesturingssystemen en hoogwaardige servobalansgereedschappen.


Snelle dynamische reactie

Door de specifieke constructie kan een LVDT zeer snel reageren op veranderingen in de positie van de kern. De dynamische respons van een LVDT-sensor zelf wordt alleen beperkt door de traagheidseffecten van de lichte kernmassa.


Absolute uitgang

Een LVDT is een absoluut uitvoerapparaat, in tegenstelling tot een incrementeel uitvoerapparaat. Dit betekent dat in het geval van een stroomstoring de positiegegevens die door de LVDT worden verzonden niet verloren gaan. Wanneer het meetsysteem opnieuw wordt opgestart, is de uitgangswaarde van de LVDT dezelfde als voorheen voordat de stroomvoorziening werd onderbroken.

Enkele voorbeelden van LVDT-sensoren

Il inductieve verplaatsingstransducer, Ook wel bekend als LVDT, is een elektromagnetisch apparaat dat wordt gebruikt voor het meten van kleine verplaatsingen. De LVDT-transducer heeft een hoge precisie en herhaalbaarheid, zelfs in moeilijke werkomstandigheden en in aanwezigheid van verontreinigende stoffen.

Positie- en verplaatsingstransducers Sono robuust en betrouwbaar, ze zorgen voor een lange levensduur. Ze bieden meetbereiken tussen 0,2 en 10 mm. Economische, geminiaturiseerde, onder druk staande versies zijn beschikbaar, met veervoeler, met of zonder ingebouwde elektronica.

LVDT-sensoren met grotere meetbereiken, op maat gemaakte constructievormen en hogere thermische uitwijkingsbereiken zijn ook mogelijk.

Constructieve tonen van een LVDT-sensor

De transducer wordt gemaakt door middel van een buis die bestaat uit drie wikkelingen die zijn opgesteld met parallelle assen en met een mobiele ferromagnetische cilindrische kern erin. De centrale wikkeling wordt gezegd primair e gli altri verschuldigd secundair: de primaire is aangesloten op een wisselstroomgenerator, de uitgangsspanning wordt gemeten aan de uiteinden van de secundaire.

Wanneer de kern in het midden is, is de spanning die op de secundaire wikkelingen wordt geïnduceerd, zijnde deze in een afwijkende richting gewonden, gelijk maar tegengesteld, zodat het gemeten spanningssignaal praktisch nul is. Terwijl de kern beweegt, veranderen de wederzijdse inductanties, en afhankelijk van of deze naar links of rechts beweegt, zal de inductieve koppeling met respectievelijk de secundaire van links of rechts groter zijn. Bijgevolg zal het uitgangssignaal evenredig met de beweging van de kern variëren.

Versterkers voor LVDT-sensoren

Zogenaamd wordt gebruikt om het LVDT-uitgangssignaal te vertalen fase-discriminerende demodulatoren. Dit zijn elektronische apparaten waarmee u de effectieve waarde van de spanning kunt afleiden die de verplaatsing vertegenwoordigt en kunt interpreteren uit welk deel van de nul de verplaatsing optreedt. De bekendste van allemaal maakt gebruik van een dubbele Graetz-brug die het alternerende signaal van de secundaire wikkelingen rechtzet en dit de algebraïsche som maakt. Afhankelijk van het teken van de som, kan men begrijpen uit welk deel van de nul de verplaatsing plaatsvond.

LVDT is een zeer gevoelige transducer die verplaatsingen in de orde van micrometerfracties kan meten. Afhankelijk van de voedingsfrequentie van de primaire en de massa van de kern, zijn er afsnijfrequenties van een paar honderd hertz en daarom goede dynamische responsen op snelle bewegingen die variëren in de tijd.