Sensores LVDT: uma ferramenta poderosa para detecção de planura

No cenário de rápida evolução da produção industrial, a planicidade das superfícies dos produtos é um indicador crucial da qualidade do produto. A detecção de planicidade é amplamente utilizada em diversos setores, como automotivo, aeroespacial e eletrônico. Exemplos incluem a inspeção de planicidade de baterias ou carcaças de celulares na indústria automobilística e a inspeção de planicidade de painéis LCD na indústria de semicondutores.

No entanto, os métodos tradicionais de detecção de planicidade sofrem com problemas como baixa eficiência e baixa precisão. Em contraste, os sensores LVDT (Transformador Diferencial Variável Linear), com suas vantagens de alta precisão, alta confiabilidade e medição sem atrito (por exemplo: os LVDTs usam uma sonda para entrar em contato com a superfície do objeto, direcionando o deslocamento do núcleo para obter uma medição sem atrito e de alta precisão), são agora amplamente utilizados na detecção moderna de planicidade de objetos.

Princípio de funcionamento:

O LVDT é um sensor indutivo eletromagnético e seu princípio de operação é baseado na lei de Faraday da indução eletromagnética. Um LVDT consiste em uma bobina primária e duas bobinas secundárias, todas enroladas em torno de um núcleo ferromagnético. Quando o núcleo está na posição central, as tensões de saída das duas bobinas secundárias são iguais em magnitude e opostas em fase, cancelando-se mutuamente e resultando em uma tensão de saída zero. Quando o núcleo se move axialmente, as tensões de saída das duas bobinas secundárias mudam, e a diferença é linearmente proporcional ao deslocamento do núcleo. Medindo a variação da tensão de saída, o deslocamento do núcleo pode ser medido com precisão.
 
A carcaça do LVDT é normalmente feita de uma capa protetora de aço inoxidável, com uma camada de blindagem magnética de alta permeabilidade magnética e uma camada à prova de umidade no meio. Isso permite que seja usado em ambientes agressivos, como campos magnéticos intensos, altas correntes, umidade e poeira. Alguns LVDTs de nível industrial utilizam materiais especiais (como vedações de cerâmica ou carcaças de Hastelloy) e podem operar em ambientes de alta temperatura de 250 °C ou em ambientes de alta pressão de 1000 bar.

Principais características do LVDT

Medição sem atrito:Normalmente não há contato físico entre o núcleo móvel e a estrutura da bobina, o que significa que o LVDT é um dispositivo sem atrito. Isso permite seu uso em medições críticas que não toleram carga de atrito.

Vida Mecânica Ilimitada: Como normalmente não há contato entre o núcleo do LVDT e a estrutura da bobina, nenhuma peça pode esfregar ou se desgastar, dando aos LVDTs uma vida mecânica essencialmente ilimitada. Isso é especialmente importante em aplicações de alta confiabilidade.

Resolução Infinita: Os LVDTs podem medir mudanças infinitesimalmente pequenas na posição do núcleo porque operam em princípios de acoplamento eletromagnético em uma estrutura sem atrito. A única limitação na resolução é o ruído no condicionador de sinal e a resolução da exibição de saída.

Repetibilidade de ponto nulo:A localização do ponto nulo intrínseco de um LVDT é extremamente estável e repetível, mesmo em sua ampla faixa de temperatura operacional. Isso faz com que os LVDTs tenham um bom desempenho como sensores de posição nula em sistemas de controle de malha fechada.

Rejeição entre eixos:Os LVDTs são muito sensíveis ao movimento axial do núcleo e relativamente insensíveis ao movimento radial. Isso permite que os LVDTs sejam usados ​​para medir núcleos que não se movem em uma linha reta precisa.

Resposta dinâmica rápida:A ausência de atrito durante a operação normal permite que um LVDT responda muito rápido às mudanças na posição do núcleo. A resposta dinâmica de um sensor LVDT em si é limitada apenas pelos efeitos inerciais da pequena massa do núcleo.

Saída absoluta:A saída LVDT é um sinal analógico diretamente relacionado à posição. Em caso de queda de energia, a medição pode ser retomada sem necessidade de recalibração (é necessário religar a energia para obter o valor de deslocamento atual após uma queda de energia).

Aplicação comum de LVDT [detecção de planura]:

  • Detecção de planicidade da superfície da peça de trabalho:Ao colocar a superfície de uma peça de trabalho em contato com uma sonda LVDT, é possível medir variações de altura na superfície, avaliando assim sua planura.
  • Detecção de planura de chapa metálica:Durante a produção de chapas metálicas, um layout LVDT em matriz, combinado com um mecanismo de digitalização automatizado, pode obter o mapeamento da planura de toda a superfície de chapas de grande porte.
  • Detecção de planura de wafer:Na indústria de semicondutores, a planicidade dos wafers tem um impacto significativo no desempenho do chip. LVDTs podem ser usados ​​para medir com precisão a planicidade das superfícies dos wafers. (Observação: Na detecção de planicidade de wafers, o LVDT precisa ser equipado com sondas leves e um design de baixa força de contato, tornando-o adequado para cenários onde danos à superfície não são permitidos.)

Sensor LANBAO LVDT recomendado

LVDT

 

  • Repetibilidade em nível micrométrico
  • Várias faixas disponíveis de 5 a 20 mm
  • Opções de saída abrangentes, incluindo sinal digital, analógico e 485.
  • Pressão de detecção de até 3N, capaz de detecção não abrasiva em superfícies de metal e vidro.
  • Dimensões externas ricas para atender a vários espaços de aplicação.
  • Guia de seleção
Tipo Nome da peça Modelo Tocou Linearidade Repetibilidade Saída Grau de proteção
Tipo de sonda combinada Amplificador LVA-ESJBI4D1M / / / Corrente de 4-20 mA, saída digital de três vias IP40
Sonda de detecção LVR-VM15R01 0-15 mm ±0,2%FS
(25℃)
8μm (25℃) / IP65
LVR-VM10R01 0-10 mm
LVR-VM5R01 0-5 mm
Tipo integrado Sonda de detecção integrada LVR-VM20R01 0-20 mm ±0,25%FS
(25℃)
8μm (25℃) RS485
LVR-VM15R01 0-15 mm
LVR-VM10R01 0-10 mm
LVR-VM5R01 0-5 mm
LVR-SVM10DR01 0-10 mm

 


Horário da publicação: 11 de fevereiro de 2025