линейный дифференциальный
трансформатор (LVDT)
Серия ЛРДТ — абсолютные бесконтактные датчики линейных перемещений на принципе линейного переменного дифференциального трансформатора (LVDT). В линейке два исполнения: компактный щуповой ЛРДТ-002 с резьбовым присоединением, диапазоном измерения 52 мм (±26 мм) при длине корпуса 95 мм, и встраиваемый ЛРДТ-001 с фланцевым креплением и увеличенной чувствительной частью 117,5 мм при длине корпуса 255 мм. В обоих исполнениях ферромагнитный сердечник перемещается внутри обмоток без механического касания — трение и износ в измерительной паре отсутствуют, что обеспечивает стабильность показаний и практически неограниченный ресурс. Рабочий диапазон температур — от −50 до +150 °C.
Бесконтактное измерение перемещения — без износа и механического трения
Два исполнения в линейке: компактное щуповое (ЛРДТ-002) и встраиваемое увеличенного хода (ЛРДТ-001)
Широкий диапазон рабочих температур — от −50 до +150 °C
- Возбуждение — 10 В (RMS), 3000 Гц, синусоида — единое для всей линейки
- Две модели: ЛРДТ-002 (щуповой) и ЛРДТ-001 (встраиваемый)
- Рабочая температура −50…+150 °C
- Бесконтактный индукционный принцип измерения
Датчики серии ЛРДТ построены по схеме линейного переменного дифференциального трансформатора (LVDT). На общем немагнитном каркасе соосно расположены три обмотки: первичная (обмотка возбуждения) в центре и две вторичные (сигнальные) симметрично по обе стороны от неё. Внутри каркаса свободно перемещается сердечник из магнитомягкого материала, механически связанный со штоком — подвижным элементом, положение которого требуется измерить.
На первичную обмотку подаётся синусоидальное напряжение постоянной амплитуды и частоты (для всей линейки ЛРДТ — 10 В RMS, 3000 Гц). Сердечник концентрирует создаваемый магнитный поток и определяет коэффициент магнитной связи первичной обмотки с каждой из вторичных, где наводится ЭДС.
В положении электрического нуля магнитная связь с обеими вторичными обмотками одинакова, и наведённые в них напряжения равны по амплитуде. При смещении сердечника связь с одной обмоткой усиливается, а с другой ослабевает: напряжение одной растёт, другой падает. Разность напряжений пропорциональна величине смещения в пределах нормированного рабочего диапазона, а фазовое соотношение относительно напряжения возбуждения задаёт направление — при переходе сердечника через электрический нуль фаза изменяется на 180°.
На первичную обмотку подаётся синусоидальное напряжение постоянной амплитуды и частоты (для всей линейки ЛРДТ — 10 В RMS, 3000 Гц). Сердечник концентрирует создаваемый магнитный поток и определяет коэффициент магнитной связи первичной обмотки с каждой из вторичных, где наводится ЭДС.
В положении электрического нуля магнитная связь с обеими вторичными обмотками одинакова, и наведённые в них напряжения равны по амплитуде. При смещении сердечника связь с одной обмоткой усиливается, а с другой ослабевает: напряжение одной растёт, другой падает. Разность напряжений пропорциональна величине смещения в пределах нормированного рабочего диапазона, а фазовое соотношение относительно напряжения возбуждения задаёт направление — при переходе сердечника через электрический нуль фаза изменяется на 180°.
Принцип работы
Датчики ЛРДТ-001 и ЛРДТ-002 относятся к классическому типу AC-LVDT без встроенного сигнального кондиционирования: сигналы обеих вторичных обмоток выводятся раздельно на контакты «Выход 1» и «Выход 2» в исходном виде — как переменное напряжение с амплитудой, пропорциональной положению сердечника.
Для получения готового значения перемещения требуется внешняя измерительная схема с фазочувствительным (синхронным) демодулятором. Она выпрямляет разностный сигнал с учётом его фазы относительно напряжения возбуждения и формирует на выходе знаковое напряжение постоянного тока или стандартный токовый сигнал 4–20 мА, линейно связанный со смещением штока в обе стороны от электрического нуля.
Раздельный вывод обмоток даёт измерительной схеме важное преимущество: помимо разности напряжений она может использовать и их сумму. Отношение разности к сумме («дельта на сумму») не зависит от амплитуды напряжения возбуждения и автоматически компенсирует температурный дрейф, поскольку коэффициенты магнитной связи обеих обмоток изменяются с температурой одинаково и в отношении взаимно сокращаются. Именно такой ратиометрический режим обработки рекомендуется при работе в полном температурном диапазоне −50…+150 °C.
Фазочувствительная демодуляция также устраняет влияние остаточного напряжения — небольшого сигнала, сохраняющегося в точке электрического нуля из-за неизбежной технологической асимметрии обмоток и паразитных ёмкостей.
Для получения готового значения перемещения требуется внешняя измерительная схема с фазочувствительным (синхронным) демодулятором. Она выпрямляет разностный сигнал с учётом его фазы относительно напряжения возбуждения и формирует на выходе знаковое напряжение постоянного тока или стандартный токовый сигнал 4–20 мА, линейно связанный со смещением штока в обе стороны от электрического нуля.
Раздельный вывод обмоток даёт измерительной схеме важное преимущество: помимо разности напряжений она может использовать и их сумму. Отношение разности к сумме («дельта на сумму») не зависит от амплитуды напряжения возбуждения и автоматически компенсирует температурный дрейф, поскольку коэффициенты магнитной связи обеих обмоток изменяются с температурой одинаково и в отношении взаимно сокращаются. Именно такой ратиометрический режим обработки рекомендуется при работе в полном температурном диапазоне −50…+150 °C.
Фазочувствительная демодуляция также устраняет влияние остаточного напряжения — небольшого сигнала, сохраняющегося в точке электрического нуля из-за неизбежной технологической асимметрии обмоток и паразитных ёмкостей.
Обработка сигнала
Измерение абсолютное: после подачи питания датчик сразу выдаёт истинное положение штока, без референсного прохода.
В измерительной паре «сердечник — обмотки» нет механического касания, поэтому трение и износ отсутствуют — в отличие от реостатных датчиков, где токосъёмник скользит по резистивной дорожке.
Ресурс по циклам практически не ограничен, а отсутствие подвижных электрических контактов обеспечивает устойчивость к вибрации и загрязнениям.
Показания стабильны на протяжении всего срока эксплуатации — это справедливо для обоих исполнений линейки независимо от рабочего хода.
В измерительной паре «сердечник — обмотки» нет механического касания, поэтому трение и износ отсутствуют — в отличие от реостатных датчиков, где токосъёмник скользит по резистивной дорожке.
Ресурс по циклам практически не ограничен, а отсутствие подвижных электрических контактов обеспечивает устойчивость к вибрации и загрязнениям.
Показания стабильны на протяжении всего срока эксплуатации — это справедливо для обоих исполнений линейки независимо от рабочего хода.
Преимущества конструкции
Оба датчика линейки относятся к классу AC-LVDT — исполнениям без встроенной электроники. Внутри корпуса находятся только обмотки и сердечник, а немодулированный сигнал переменного тока выводится раздельно с каждой из двух вторичных обмоток.
Для работы требуется внешний модуль нормализации: он формирует синусоидальное напряжение возбуждения для первичной обмотки и выполняет фазочувствительную демодуляцию сигналов вторичных обмоток, выдавая знаковое значение перемещения. Такая демодуляция устраняет и влияние остаточного напряжения в точке электрического нуля.
Отсутствие электроники внутри корпуса даёт более высокую температурную стойкость, стойкость к ударам и вибрации, увеличенный срок службы и меньшие габариты при равном рабочем ходе. Датчик подключается к широкому кругу вторичных приборов, измерительных усилителей и контроллеров.
Раздельный вывод обмоток позволяет схеме использовать не только разность напряжений, но и их сумму. Отношение разности к сумме не зависит от амплитуды возбуждения и компенсирует температурный дрейф, поэтому такой режим обработки рекомендуется при работе во всём диапазоне от минус 50 до плюс 150 градусов Цельсия.
DC-исполнения со встроенным демодулятором поставляются предкалиброванными и подключаются к контроллеру напрямую, но AC-LVDT выбирают для тяжёлых условий: экстремальных температур, вибрации и ударных нагрузок.
ЛРДТ-002 — компактное щуповое исполнение
Ступенчатый цилиндрический корпус: с одной стороны выступает подвижный шток, с противоположной — электрический разъём. Присоединение резьбовое, M10 на штоке и M14 на корпусе, без переходников и кронштейнов.
Диаметр сердечника 4,3 мм и длина корпуса 95 мм при рабочем ходе 52 мм дают отношение хода к длине корпуса около 55 процентов — это существенно там, где место для установки ограничено.
ЛРДТ-001 — встраиваемое исполнение увеличенного хода
Удлинённый цилиндрический корпус закреплён по концам двумя фланцевыми кронштейнами, разъём вынесен на боковую поверхность. Сердечник перемещается вдоль всей чувствительной части длиной 117,5 мм при общей длине прибора 255 мм.
Конструкция рассчитана на встраивание внутрь протяжённого перемещающегося узла, например гидро- или пневмоцилиндра, а не на работу щуповым датчиком с упором в контролируемую поверхность. Сердечник не касается стенок направляющей трубки, поэтому трение отсутствует, а неосевые смещения сердечника на результат измерения не влияют.
Для работы требуется внешний модуль нормализации: он формирует синусоидальное напряжение возбуждения для первичной обмотки и выполняет фазочувствительную демодуляцию сигналов вторичных обмоток, выдавая знаковое значение перемещения. Такая демодуляция устраняет и влияние остаточного напряжения в точке электрического нуля.
Отсутствие электроники внутри корпуса даёт более высокую температурную стойкость, стойкость к ударам и вибрации, увеличенный срок службы и меньшие габариты при равном рабочем ходе. Датчик подключается к широкому кругу вторичных приборов, измерительных усилителей и контроллеров.
Раздельный вывод обмоток позволяет схеме использовать не только разность напряжений, но и их сумму. Отношение разности к сумме не зависит от амплитуды возбуждения и компенсирует температурный дрейф, поэтому такой режим обработки рекомендуется при работе во всём диапазоне от минус 50 до плюс 150 градусов Цельсия.
DC-исполнения со встроенным демодулятором поставляются предкалиброванными и подключаются к контроллеру напрямую, но AC-LVDT выбирают для тяжёлых условий: экстремальных температур, вибрации и ударных нагрузок.
ЛРДТ-002 — компактное щуповое исполнение
Ступенчатый цилиндрический корпус: с одной стороны выступает подвижный шток, с противоположной — электрический разъём. Присоединение резьбовое, M10 на штоке и M14 на корпусе, без переходников и кронштейнов.
Диаметр сердечника 4,3 мм и длина корпуса 95 мм при рабочем ходе 52 мм дают отношение хода к длине корпуса около 55 процентов — это существенно там, где место для установки ограничено.
ЛРДТ-001 — встраиваемое исполнение увеличенного хода
Удлинённый цилиндрический корпус закреплён по концам двумя фланцевыми кронштейнами, разъём вынесен на боковую поверхность. Сердечник перемещается вдоль всей чувствительной части длиной 117,5 мм при общей длине прибора 255 мм.
Конструкция рассчитана на встраивание внутрь протяжённого перемещающегося узла, например гидро- или пневмоцилиндра, а не на работу щуповым датчиком с упором в контролируемую поверхность. Сердечник не касается стенок направляющей трубки, поэтому трение отсутствует, а неосевые смещения сердечника на результат измерения не влияют.
Параметр | ЛРДТ-002 | ЛРДТ-001 |
Назначение / исполнение | компактный щуповой датчик (резьбовое присоединение) | встраиваемый датчик увеличенного хода (фланцевое крепление) |
Габаритная длина, мм | 95 мм | 255 мм |
Диапазон измерения (рабочий ход), мм | 52 мм | |
Диаметр сердечника | 4,3 мм | 4,7 мм |
Длина чувствительной части сердечника | не указана отдельно | 117,5 мм |
Форма сигнала возбуждения | синусоидальная | синусоидальная |
Номинальная величина входного сигнала (RMS) | 10 В | 10 В |
Номинальная частота входного сигнала | 3000 Гц | 3000 Гц |
Выходной сигнал, В (RMS) | 0,5–4,6 В | 0,5–4,0 В |
Температура рабочей среды, °C | −50…+150 | −50…+150 |
Способ крепления | резьбовое M10 / M14 | два фланцевых кронштейна |
Электрический разъём | на торце корпуса | на боковой поверхности корпуса |
Масса, кг | 0,35 | 0,84 |
Гарантийный срок: 12 месяцев с даты отгрузки. В течение гарантийного срока производитель по своему усмотрению безвозмездно ремонтирует или заменяет изделие при подтверждении производственного дефекта.
Гарантия не распространяется на неисправности, возникшие вследствие:
— механических повреждений (удар, падение, деформация штока или корпуса);
— нарушения правил монтажа, в том числе перекоса или заклинивания сердечника;
— повреждения кабеля, разъёма или нарушения герметичности корпуса;
— вскрытия корпуса и попыток самостоятельного ремонта;
— превышения допустимых параметров питания, температуры и механических нагрузок;
— использования изделия не по назначению.
Для рассмотрения рекламации необходимо направить заявку с описанием неисправности, серийным номером изделия и условиями эксплуатации.
Гарантия не распространяется на неисправности, возникшие вследствие:
— механических повреждений (удар, падение, деформация штока или корпуса);
— нарушения правил монтажа, в том числе перекоса или заклинивания сердечника;
— повреждения кабеля, разъёма или нарушения герметичности корпуса;
— вскрытия корпуса и попыток самостоятельного ремонта;
— превышения допустимых параметров питания, температуры и механических нагрузок;
— использования изделия не по назначению.
Для рассмотрения рекламации необходимо направить заявку с описанием неисправности, серийным номером изделия и условиями эксплуатации.
- Промышленная автоматизацияДатчик применяется в системах автоматического управления оборудованием, где требуется непрерывная обратная связь по положению подвижных элементов. После обработки измерительным усилителем сигнал может передаваться в программируемые логические контроллеры и другие системы управления.
- Испытательные стендыКомпактное щуповое исполнение ЛРДТ-002 удобно для встраивания в измерительную оснастку с ограниченным местом установки, а ЛРДТ-001 — там, где требуется контроль перемещения на значительной длине хода. Оба исполнения обеспечивают стабильность показаний без механического износа.
- Энергетическое оборудованиеДатчик используется для контроля положения исполнительных механизмов, регулирующих клапанов и приводов в энергетических установках. Рабочая температура до +150 °C позволяет применять преобразователь в условиях повышенной температуры окружающей среды.
FAQ
Популярные вопросы о системе LVDT-001
ЛРДТ-001 — исполнение с существенно большей рабочей длиной (255 мм против 95 мм у ЛРДТ-002) и другим способом крепления: два фланцевых кронштейна по концам корпуса вместо резьбового штуцера. Такая конструкция предназначена для встраивания датчика внутрь протяжённого перемещающегося узла, а не для использования в качестве отдельного щупового датчика.
Если контролируемое перемещение небольшое и датчик устанавливается как отдельный щуп с доступом к торцу через резьбовое отверстие — подходит ЛРДТ-002. Если необходимо измерить перемещение на большем ходе и датчик встраивается внутрь протяжённого узла (например, гидроцилиндра) — подходит ЛРДТ-001. Для нестандартных требований по ходу и креплению — уточните задачу через форму заявки ниже, подберём подходящее исполнение.
Да, для обеих моделей. Датчики серии ЛРДТ выдают раздельный сигнал переменного тока с каждой из двух вторичных обмоток («Выход 1» и «Выход 2»); для вычисления итогового значения перемещения и определения направления движения требуется внешняя схема обработки сигнала (демодулятор).
Указанный диапазон температуры рабочей среды — от −50 до +150 °C, что шире типового индустриального диапазона датчиков такого класса.
Подключение — четырёхпроводное: красный провод — входной сигнал возбуждения, чёрный — общий провод, синий — выход 1, жёлтый — выход 2. Электрическое соединение выполняется через разъём, расположенный на боковой поверхности корпуса.
Заполните форму заявки на сайте или пришлите запрос на e-mail.
Укажите: какие датчики нужны (скорость, направление или комплект), есть ли нестандартные требования по монтажу или кабелю.
Ответим в течение рабочего дня.
Укажите: какие датчики нужны (скорость, направление или комплект), есть ли нестандартные требования по монтажу или кабелю.
Ответим в течение рабочего дня.