Použití sond LVDT a lineárních převodníků pro rozměrové a geometrické řízení

I Převodníky LVDT umožňují přesné měření na mechanických částech nebo na jakýkoli předmět, který lze měřit kontaktní sondou.

V kombinaci se speciálními zesilovači signálu, které umožňují měření rozměrových charakteristik (tloušťky, šířky, polohy, výšky, průměry, oválnost) a geometrické (rovinnost, rovnoběžnost, kolmost, oscilace, excentricita a koaxialita) s milesimální přesností dokonce i na složitých mechanických částech.

Převodníky LVDT s pružinovým pohonem (s pevným mechanickým předpětím) nebo převodníky LVDT s pneumatickým pohonem jsou zvláště vhodné pro automatické měřící systémy.

Některé rodiny sond LVDT mohou být vyrobeny pomocí vakuového mechanismu přemístění.

Jsou možné snímače s výstupem z radiálního kabelu, s výstupem z axiálního kabelu nebo s rychlým připojením a odpojením.

RODER vyrábí kompletní systémy „na klíč“ sestávající z LVDT sond, zesilovačů a elektronických kontrolérů, systémů sběru dat, softwaru pro statistické a mechanické řízení speciálně navrženého.

Měřicí systémy RODER nacházejí uplatnění v mnoha průmyslových odvětvích: přesná mechanika, obrábění plechů, lisování plastů, elektroterapie, hutnictví a železo a ocel.


Aplikace LVDT převodníků

Typické aplikace měřících systémů založených na LVDT převodnících se týkají měření mechanických částí vyráběných v plastových materiálech, ve sklářském sektoru, v sektoru zpracování deformací.

Dimenzionální a geometrická měření a kontroly vyražených a řezaných dílů

Sondy LVDT v kombinaci se systémy MODULCHECK výroby RODER umožňují měření v rychlých časech a přímo ve výrobní lince rovinnost tvarovaných, krájených, laminovaných nebo litých dílů, Měření rovinnosti se provádí pomocí senzorového pole schopného detekovat rozdíly ve srovnání s certifikovaným kalibračním masterem. Výsledkem testu je zmapování ověřených oblastí s relativní číselnou hodnotou odchylky od ideálního tvaru.

Velmi intuitivní grafická prezentace umožňuje rychle a spolehlivě určit oblasti nedodržování předpisů, Všechna získaná data mohou být použita pro statistické výpočty (Sigma, Cp, Cpk, Cm, Cmk) nebo pro realizaci kontrolních karet (XS, XR, procesní trend, rozdělení populace).

Kontrola tvaru velkých částic

Sondy LVDT v kombinaci se systémy MODULCHECK vyráběné společností RODER umožňují tvarová kontrola objektů jakékoli velikosti a materiálu, Kontrola tvaru se provádí porovnáním s a referenční master a všechny rozdíly jsou zvýrazněny rychle a intuitivně. Je možné generovat signály odchylky od tolerance nebo částečné neshody produktu. Systém lze také nainstalovat v systému Windows robotické kontrolní oblasti a bezobslužné automatické ovládací lavice, V této konfiguraci mohou být všechny ověřovací operace řízeny přímo pomocí PLC nebo automatického výrobního systému.

Měření oscilace a excentricity na rotujících částech

Sondy LVDT, kombinované se systémy MODULCHECK vyráběnými společností RODER, umožňuje stanovení geometrických charakteristik částí podrobených rotaci na koníku. Je tak možné měřit průměry, ovalizace a oscilace, ale také kruhovitost, válcovitost a data radiálního profilu objektu (důležité v aplikacích, jako je měření vačkových hřídelů). Měření lze také získat měřicími stroji speciálně vyvinutými pro tento typ řízení v metrologické laboratoři nebo ve výrobní lince (3D měřící stroje, profilometry, optické stroje).

Společné vlastnosti systémů navržených společností RODER

  • Vynikající opakovatelnost, trvanlivost a dlouhověkost.
  • Všechny sondy LVDT RODER jsou namontovány na kuličkových ložiscích, s výjimkou miniaturních axiálních sond.
  • Vedení kuličkového ložiska je vysoce necitlivé na radiální síly vyvíjené na měřicí tyč. Anti-rotační zařízení zajišťuje dokonalý pohyb mechanického vodicího systému.
  • Axiální vodiče sondy jsou vysoce chráněny proti pronikání kapalin (oleje) nebo pevných látek (prachu) ochrannými měchy z elastomerní kvality.
  • Vložky (měřicí vložky) lze vyměnit nebo vyměnit. K dispozici je široký výběr geometrických tvarů a velikostí.
  • Měřicí síla může být nastavena změnou pružiny v závislosti na modelu sondy.
  • Průměr pouzdra sondy 8 mm. Může být zablokován po celé své délce.
  • Stupeň krytí IP65 podle IEC 60529.
  • Široká nabídka příslušenství, včetně měřících vložek, pružinových sad atd.
  • Sondy LVDT kompatibilní s měřicím zařízením jiných výrobců jsou k dispozici na vyžádání.

RODER nabízí kompletní řadu snímačů LVDT (analogové elektronické sondy) a vyhrazených měřicích přístrojů pro nejnáročnější aplikace.

Standardní sondy LVDT RODER

Standardní sondy, také známé jako poloviční můstkové sondy, pracují podle elektrického principu magnetické vazby. Sondy LVDT mohou být použity v kombinaci s měřicími přístroji od jiných výrobců pro získání úplného rozsahu měření a geometrických měření.

Tyto sondy jsou známé jako sondy LVDT (lineární variabilní diferenciální transformátor). Všechny elektronické sondy RODER lze použít jak s manuálními nástroji, interními nebo externími, tak v kombinaci s jinými typickými měřicími přístroji a podpěrami.

RODER je schopen dodávat axiální sondy s lineárním posunutím měřicí tyče, úhlové sondy s naklápěcí pákou nebo paralelní vodicí sondy, speciálně konstruované pro zařízení s více kvótami a jakákoli další zařízení pro řízení v průběhu procesu, což umožňuje ušetřit mnoho komponent sestava, která až na několik výjimek v podstatě provádí srovnávací měření.

Na základě hlavního masteru, kterým může být měřicí blok, stavěcí kroužek nebo jakýkoli jiný kus akceptovaný jako takový, se porovnávají různé rozměry zkoušeného kusu - všechna měření se provádějí s vysokou přesností.

Co je to LVDT?

LVDT je ​​zkratka pro lineární variabilní diferenciální transformátor. Je to typ elektromechanického převodníku, který je schopen převádět přímočarý pohyb předmětu, ke kterému je mechanicky spojen, do odpovídajícího elektrického signálu. LVDT lineární snímače polohy jsou schopny měřit pohyby několika miliónů milimetru až několik milimetrů.

Vnitřní struktura snímače LVDT sestává z primárního vinutí soustředěného mezi párem sekundárních vinutí, symetricky rozloženého od primárního. Cívky jsou navinuty na jednom tepelně stabilním nosiči, zapouzdřeny proti vlhkosti, zabaleny do magnetického štítu s vysokou propustností a poté fixovány ve válcovém pouzdru z nerezové oceli. Tato sestava cívky je obvykle stacionárním prvkem polohového senzoru.

Pohyblivý prvek LVDT je ​​samostatná trubková výztuž vyrobená z magneticky propustného materiálu. Tomu se říká jádro, které se může volně pohybovat axiálně uvnitř dutého otvoru cívky a mechanicky spojeno s předmětem, jehož poloha se měří. Během provozu je primární vinutí LVDT buzeno střídavým proudem s odpovídající amplitudou a frekvencí, známým jako primární buzení.

Elektrický výstupní signál LVDT je ​​diferenciální střídavé napětí mezi dvěma sekundárními vinutími, které se mění s axiální polohou jádra uvnitř cívky LVDT. Obvykle je toto střídavé výstupní napětí převedeno vhodnými elektronickými obvody na stejnosměrné napětí nebo proud stejnosměrného proudu, který je pohodlnější použít.

Proč používat LVDT?

Nekonečné rozlišení

Protože LVDT pracuje podle principů elektromagnetické vazby v úplně analogovém systému, může měřit nekonečně malé odchylky v poloze jádra. Tato schopnost nekonečného rozlišení je omezena pouze šumem v kondicionéru signálu LVDT a rozlišením výstupního displeje. Tyto stejné faktory dávají LVDT jeho výjimečnou opakovatelnost.


Opakovatelnost nulového bodu

Poloha středního nulového bodu LVDT je ​​extrémně stabilní a opakovatelná i v širokém rozsahu provozních teplot. Díky tomu LVDT funguje dobře jako snímač referenčních poloh v řídicích systémech s uzavřenou smyčkou a vysoce výkonných nástrojů pro vyvažování serv.


Rychlá dynamická odezva

Konkrétní konstrukce umožňuje LVDT velmi rychle reagovat na změny polohy jádra. Dynamická odezva samotného snímače LVDT je ​​omezena pouze setrvačnými účinky hmoty jádra světla.


Absolutní východ

LVDT je ​​absolutní výstupní zařízení, na rozdíl od inkrementálního výstupního zařízení. To znamená, že v případě výpadku napájení nebudou poziční data odeslaná LVDT ztracena. Po restartu měřicího systému bude výstupní hodnota LVDT stejná jako před přerušením napájení.

Některé příklady LVDT senzorů

Il indukční převodník, také známý jako LVDT, je elektromagnetické zařízení používané pro měření malých posunů. Převodník LVDT má vysokou přesnost a opakovatelnost i za obtížných pracovních podmínek a v přítomnosti kontaminantů.

Převodníky polohy a posunutí jsou robustní a spolehlivé, zajišťují dlouhou životnost. Nabízejí měřící rozsahy mezi 0,2 a 10 mm. K dispozici jsou hospodárné, miniaturizované, tlakové verze s pružinovým čidlem, s vestavěnou elektronikou nebo bez ní.

Senzory LVDT s většími měřícími rozsahy, vlastními konstrukčními formami a vyššími teplotními rozsahy jsou také možné.

Konstrukční poznámky senzoru LVDT

Převodník je vyroben pomocí trubky vyrobené ze tří vinutí uspořádaných s rovnoběžnými osami a uvnitř s pohyblivým feromagnetickým válcovým jádrem. Říká se centrální vinutí primární a další dva sekundární: primární je připojen k generátoru střídavého napětí, výstupní napětí je měřeno na koncích sekundárních.

Když je jádro ve středu, napětí indukované na sekundárních vinutích, když jsou tyto vinuté nesouhlasným směrem, je stejné, ale opačné, takže měřený napěťový signál je prakticky nulový. Jak se jádro pohybuje, na druhé straně se mění vzájemné indukčnosti a v závislosti na tom, zda se pohybuje vlevo nebo vpravo, bude induktivní vazba se sekundárem vlevo nebo vpravo příslušně větší. V důsledku toho se výstupní signál bude měnit úměrně k pohybu jádra.

Zesilovače pro LVDT senzory

K překladu výstupního signálu LVDT se používá tzv fázově rozlišující demodulátory, Jedná se o elektronická zařízení, která umožňují extrahovat efektivní hodnotu napětí, které představuje posun, a interpretovat, od které části nuly dojde k posunutí. Nejznámější ze všech používá dvojitý Graetzův most, který narovná střídavý signál přicházející ze sekundárních vinutí a dělá z něj algebraický součet. V závislosti na znaménku součtu je člověk schopen pochopit, od které části nuly došlo k posunutí.

LVDT je ​​velmi citlivý převodník schopný měřit posuny v řádu mikrometrických frakcí. V závislosti na frekvenci napájení primárního zdroje a hmotnosti jádra existují mezní frekvence několika set hertzů, a proto dobré dynamické reakce na rychlé pohyby, které se v čase mění.