위치 센서는 장치/기계 또는 특정 부근에서 물체의 위치 내 변화를 모니터링 및 측정하고 전송, 처리 또는 제어에 적합한 신호로 변경하는 데 사용되는 장치 유형입니다. 변위 변환기가 특정 종류의 위치 센서인 경우 다양한 종류의 위치 센서를 사용할 수 있습니다. 일반적으로 일반 센서는 물체의 존재를 감지하는 반면 변위 센서는 물체가 한 위치에서 다른 위치로 이동하면 단순히 변위를 감지합니다. 따라서 변위 감지량을 통해 물체의 두께와 높이를 결정할 수 있습니다. 이 문서에서는 변위 변환기 – 응용 프로그램 작업.
변위 변환기는 무엇입니까?
변위 변환기는 물체의 움직임을 데이터로 읽고 해석할 수 있는 정전기, 전자기 또는 자기 전기 신호로 변환하는 데 사용되는 전기 기계 장치입니다. 선형 및 회전과 같은 광범위한 변위 변환기가 있습니다. 이 변환기는 센서와 대상 사이의 물리적 거리를 측정하는 데에도 유용합니다. 대부분의 변위 변환기는 정적 및 동적 변위를 측정하므로 물체의 진동을 측정하는 데 자주 사용됩니다. 측정된 변위의 범위는 마이크로인치에서 몇 피트에 이릅니다.
변위 변환기 작동 원리는 매우 신뢰할 수 있는 유도 측정 원리를 기반으로 합니다. 이 변환기는 견고하고 사용하기 매우 쉬우며 높은 정밀도를 얻을 수 있습니다. 변위 변환기는 생산, 연구 및 개발의 다양한 영역에서 신뢰할 수 있는 측정 결과를 제공합니다.
변위 변환기 회로도
아래 회로에서 사용되는 변위 변환기는 유도 변환기입니다. 이 회로는 유도 변환기로 변위를 측정하는 데 사용됩니다.
위의 회로에서 변압기는 1차 권선과 2개의 2차 권선을 포함합니다. 두 개의 2차 권선의 끝점은 함께 연결되어 있으므로 이 두 권선이 직렬 반대 내에서 단순히 연결되어 있다고 선언할 수 있습니다.
'VP' 전압은 변압기의 1차 권선에 적용되며, 모든 2차 권선에서 발생하는 전압을 '1 𝑉𝑆2'라고 합니다. 따라서 'V0' 출력 전압은 2차 권선의 첫 번째 지점에서 수신됩니다. 따라서 출력 전압은 V0 = VS1 – VS2로 쓸 수 있습니다. 위의 회로에 사용된 변압기는 VS1과 VS2의 차이점인 o/p 전압을 생성하기 때문에 차동 변압기입니다.
코어가 중심점에 위치하면 두 권선 S1 및 S2 양단의 유도 전압은 동일합니다. 따라서 출력 전압 V0=0입니다. 이 상태에서 우리는 변위가 없다고 말합니다.
코어가 중앙 위치 위로 변위되면 코일 S1 내에서 생성된 emf는 V1>V2가 됩니다.
같은 방식으로 코어가 중앙 위치 아래로 변위되면 S2 코일 내에서 생성된 emf는 더 즉 V2>V1이 됩니다.
따라서 이 두 가지 경우에 위쪽 및 아래쪽으로 두 개의 변위가 있습니다. 이 두 경우에서 출력 전압 'V0'의 크기는 중심에 대한 코어 위치에 비례합니다.
따라서 몸체의 변위를 측정하려면 몸체를 중심 코어에 연결해야 합니다. 따라서 일단 몸이 일직선으로 이동하게 되면 코어의 중심점이 바뀌게 되므로 'V0'와 같은 o/p 전압도 그에 따라 변화하게 된다. 이 조건에서 단순히 o/p 전압을 측정하여 변위를 얻을 수 있습니다. 따라서 출력 전압의 위상과 크기는 그에 따라 신체의 변위와 방향을 나타냅니다.
변위 변환기 교정
일반적으로 트랜스듀서 교정은 측정 시스템에서 얻은 결과의 정확성, 반복성 및 신뢰성을 유지하기 위한 필수 요구 사항입니다. 이러한 변환기는 학술 및 산업 분야에서 일반적입니다. 따라서 교정은 일반적으로 시간이 많이 걸리는 절차이지만 교정 장치를 사용하면 노브를 돌리고 버튼을 누르는 것만으로 매우 쉽습니다.
변위 변환기의 교정 시스템은 13미크론 분해능으로 최대 50.8mm 변위로 이러한 변환기를 교정하는 완벽한 솔루션입니다. NI 시스템과 함께 사용하면 빠르고 쉽게 교정할 수 있는 맞춤형 소프트웨어가 함께 제공되지만 모든 시스템에서 사용됩니다.
변위 변환기 유형
전위차계, 스트레인 게이지, 용량성 및 LVDT와 같은 변위 센서라고도 알려진 다양한 유형의 변위 변환기가 있습니다. 따라서 각 유형은 아래에서 설명합니다.
저항성 변환기
저항성 변환기는 가변 저항 변환기의 원리로 작동하기 때문에 가변 저항 변환기라고도 합니다. 이 변환기는 압력, 변위, 힘, 온도 및 진동과 같은 다양한 물리량을 측정하고 전기 신호로 변환하는 데 사용되는 가장 자주 사용되는 변위 변환기 중 하나입니다.
용량성 변환기
용량성 변환기는 외부 전원을 사용하여 작동하는 수동 변환기입니다. 이 변환기는 주로 압력, 변위, 움직임, 힘, 속도 및 기타 매개변수를 측정하는 데 사용됩니다. 이 변환기는 가변 정전용량 원리로 작동하므로 이 변환기의 정전용량은 유전율, 플레이트 중첩 및 플레이트 사이의 거리 내 변화와 같은 여러 가지 이유로 인해 변경됩니다. 유전체를 통해 분리된 Capacitor Plate 양단에 인가된 전압으로 인해 Plate에 등전하와 반대전하가 발생하는 Passive Type입니다.
선형 가변 차동 변압기
LVDT 또는 선형 가변 차동 변압기는 변위 변환기의 한 종류입니다. 이 트랜스듀서는 1차 코일이 중앙 코일이고 나머지 2개 코일이 2차 코일인 3개의 대칭 간격 코일을 포함합니다. 이들은 주로 직렬로 연결되고 메인 코일에 대해 동일하게 배치됩니다. 자세한 내용은 이 링크를 참조하십시오 – LVDT .
유도 변환기
유도 변환기는 변환 또는 전자기 유도 원리로 작동하는 일종의 변위 변환기입니다. 힘, 변위, 속도, 압력, 가속도, 토크와 같은 필요한 물리량을 측정하기 위해 상호 또는 자체 인덕턴스가 변경됩니다. 이 변환기의 가장 좋은 예는 LVDT입니다. 자세한 내용은 이 링크를 참조하십시오. 유도 변환기 .
긴장 정도
스트레인 게이지 변위 변환기는 압력, 변위 또는 하중과 같은 물리량을 기계적 변형으로 변환하는 데 사용되며, 이 기계적 변형은 탄성체에 장착된 스트레인 게이지로 전기적 o/p로 변환됩니다. 스트레인 게이지 변위 변환기는 주로 0 ~ 10mm 범위의 변위를 측정하는 데 사용됩니다. 이 변환기는 LVDT에 비해 본체 길이가 짧고 전자파 영향이 없습니다. 이 스트레인 게이지 변환기는 매우 안정적이고 신뢰할 수 있는 성능을 제공합니다. 자세한 내용은 이 링크를 참조하십시오. 긴장 정도 .
장점과 단점
변위 변환기의 장점은 아래에서 설명합니다.
- 변위 변환기는 선형성이 뛰어납니다.
- 그들은 매우 높은 정확도를 가지고 있습니다.
- 최대 0.01 µm의 뛰어난 분해능을 가집니다.
- 이들은 높은 자기장, 방사성 환경 및 넓은 온도 범위에 내성이 있습니다.
- 그들은 강한 디자인과 뛰어난 안정성을 가지고 있습니다.
- 이 변환기는 모든 방향으로 장착할 수 있습니다.
- LVDT의 전력 소비는 낮습니다.
- 이들은 매우 민감하고 정렬 및 유지 관리가 매우 쉽습니다.
- 이 변환기는 히스테리시스 손실이 낮습니다.
- 측정 범위가 더 높습니다.
- 이 변환기는 마찰이 없는 장치입니다.
변위 변환기 단점 아래에서 논의됩니다.
- 변위 변환기는 고전압을 생성하기 위해 매우 높은 변위가 필요합니다.
- 자기장에 매우 민감하기 때문에 차폐가 필요합니다.
- 변환기 성능은 진동과 온도 변화의 영향을 받을 수 있습니다.
- DC 출력을 얻으려면 외부 복조기가 필요합니다.
- 이 변환기의 동적 응답은 제한적입니다.
애플리케이션
변위 변환기의 응용 분야는 다음과 같습니다.
- 변위 변환기는 센서 팁과 회전 샤프트 사이의 상대적 움직임을 측정하는 데 사용됩니다.
- 샤프트에서 기계 케이싱으로 극히 작은 진동이 전달되는 강성 기계에 사용됩니다.
- 이들은 산업 부문 및 기계 자동화, 항공 우주 및 항공기, 동력 터빈, 유압 장치 등과 같은 공공 부문에서도 사용됩니다.
- LVDT는 mm에서 cms 범위의 변위를 측정하는 데 사용됩니다.
- 이들은 변위 측정을 위해 CNC 기계에 사용됩니다.
- 압연 금속 시트의 두께 및 측정에 사용됩니다.
- 이들은 장력 측정을 위해 채널 내에서 사용됩니다.
- RVDT 변위 변환기는 비행 제어 시스템 내에서 사용됩니다.
- 전위차계 유형은 힘, 가속도 및 압력을 측정하는 데 사용됩니다.
따라서 이것은 변위의 개요입니다. 변환기 – 작동 응용 프로그램과 함께. 물체가 직선 내에서 한 위치에서 다른 위치로 이동하는 경우 이후 두 위치 사이의 길이를 변위라고 합니다. 변위는 속도, 온도, 힘 등과 같은 물리량입니다.
따라서 변위 변환기는 기계적 진동/운동, 특히 직선 운동을 전기 신호, 가변 전류 또는 전압으로 변환하는 데 사용됩니다. 변위 변환기의 예는 다음과 같습니다. 변위 및 굽힘 변형률 수직 변위 측정, 콘크리트 내 균열 측정 및 대들보 굽힘. 여기 당신을 위한 질문이 있습니다. 변환기의 기능은 무엇입니까?
