В области высокоточного промышленного производства нужен высокоточный контроль над процессами, в том числе, над параметрами материалов. Каким образом современный промышленный пресс «ощущает» толщину листа или заготовки? Ответ кроется в системе, главную роль в которой играют датчики перемещения LVDT.
Как промышленный пресс «воспринимает» показатель толщины металла с предельной точностью?
При штамповке две части пресса (верхняя и нижняя) сплющивают заготовку из металла. Для получения необходимого результата нужно точно знать, насколько сблизились эти элементы в момент, когда показатель давления достиг максимума.
Здесь на помощь приходят датчики перемещения. Эти элементы располагаются на подвижной части пресса и постоянно отслеживают ее положение по отношению к станине. Когда начинается деформация заготовки пуансоном, траверса начинает двигаться медленнее. Это изменение фиксируется датчиком с предельной точностью. На основе полученной информации контроллер регулирует конечный показатель толщины детали и сам процесс прессования. А также осуществляет диагностику оборудования.
Таким образом, станок «ощущает» металл посредством высокоточных измерений своего механического перемещения. И ключевой деталью, обеспечивающей эту «чувствительность», является датчик LVDT, который трансформирует движение в сигнал электрического типа.
На каком принципе базируется работа датчиков перемещения LVDT?
Конструкция LVDT довольно проста. Это полая немагнитная трубка, внутри которой располагается ферромагнитный сердечник (он свободно перемещается и имеет механическую связь с подвижным элементом пресса).
Вокруг трубки находятся три катушки-обмотки (первичная, а также 2 вторичные).
На первичную поступает переменное напряжение возбуждения. Вокруг катушки формируется магнитное поле, и оно концентрируется сердечником, а затем направляется во вторичные обмотки.
Сердечник, занимающий нейтральное положение, находится на одинаковом расстоянии от вторичных обмоток. В каждой из них сила магнитного поля одинакова.
Когда сердечник начинает перемещаться в любом направлении, он становится ближе к одной вторичной обмотке и дальше от второй. Следовательно, с первой магнитная связь становится сильнее, со второй – слабее. На той обмотке, которая ближе, показатель напряжения возрастает, а на той, которая дальше – снижается.
Разность значений напряжения уже не соответствует нулевому показателю. На выходе датчика возникает переменное напряжение. Его амплитуда прямо пропорциональна уровню смещения от нулевого показателя. Таким образом, механическое передвижение трансформируется в сигнал электрического типа. Он характеризуется высоким уровнем линейности и точности.
Особенности строения датчиков перемещения LVDT
Вот элементы, из которых состоит этот прибор:
1. Корпус, изготовленный из материала, обладающего высокой прочностью. Он служит для предотвращения повреждений внутренних элементов.
2. Обмотки, прикрепленные к каркасу и закрепленные внутри корпуса.
3. Сердечник. Деталь представляет собой стержень, который является подвижной частью приспособления.
4. Уплотнения, подшипники. Они гарантируют свободное, плавное перемещение сердечника.
Какие бывают разновидности датчиков перемещения LVDT?
Согласно конструкции, выделяют датчики со штоком, а также бесконтактные и миниатюрные. По особенностям эксплуатации они бывают стандартного промышленного типа, герметичные, а также высокотемпературные.
Согласно виду выходного сигнала, существуют аналоговые и цифровые типы.
Отрасли, в которых применяются датчики перемещения LVDT
Вот сферы, в которых они используются:
1. Автоматизация процессов в промышленности.
2. Аэрокосмическая индустрия.
3. Сфера энергетики.
4. Научная деятельность.
5. Медицинская сфера.
Заключение
Датчики перемещения LVDT применяются в самых разных целях. Благодаря этим приспособлениям, сложные технологические процессы осуществляются бесперебойно и эффективно.