LVDT đo độ dịch chuyển bằng một lõi sắt di động ra sao?
Khám phá mở rộng – Vật lý 12
LVDT đo dịch chuyển bằng cách cho một lõi từ di động làm thay đổi mức liên kết từ giữa cuộn kích thích và hai cuộn nhận. Hai tín hiệu nhận được mang thông tin về vị trí của lõi, thay vì dùng một con trượt chà trên điện trở.
Một biến áp có hình học thay đổi
Cuộn sơ cấp được kích bằng tín hiệu xoay chiều, tạo từ trường biến đổi. Hai cuộn thứ cấp nhận điện áp cảm ứng. Khi lõi di chuyển, đường liên kết từ tới mỗi cuộn thay đổi, làm hai điện áp thay đổi theo những cách khác nhau.
Ở vị trí giữa thích hợp, hai tín hiệu có thể gần cân bằng. Khi lõi lệch về một phía, sự chênh lệch cung cấp thông tin về độ lệch. Cách nối cuộn và xử lý pha giúp nhận biết phía của chuyển động.
Vì sao cần mạch xử lý tín hiệu?
Đầu ra ban đầu là tín hiệu xoay chiều, không phải một con số độ dài hiện ngay trên màn hình. Mạch điều hòa và giải điều chế lấy thông tin liên quan vị trí, rồi hệ đo nối thông tin ấy với đơn vị độ dài qua hiệu chuẩn.
Hình dung một cơ cấu máy có bộ phận đi tới lui. Nếu chuyển động ấy gắn với lõi của LVDT, thiết bị có thể theo dõi vị trí mà không cần một tiếp điểm điện trượt dọc đường đo.
Không tuyến tính vô hạn
Quan hệ giữa tín hiệu và dịch chuyển gần tuyến tính trong một miền được thiết kế. Di chuyển lõi quá xa không bảo đảm tín hiệu vẫn tăng theo cùng quy luật. Nhiệt độ, cách kích và mạch đọc cũng có thể ảnh hưởng kết quả.
Lõi tham gia định hình liên kết từ; không phải cảm biến đo lực hút của một nam châm vĩnh cửu để suy vị trí. Độ dài thật vẫn cần được gắn với đặc tính của toàn hệ.
Ghi nhớ: dịch chuyển đổi ghép từ, ghép từ đổi hai điện áp, xử lý sự khác biệt cho thông tin vị trí. Một cấu trúc biến áp có thể trở thành thước đo nhờ cho hình học của nó thay đổi có kiểm soát.