10-2 TRANSFORMADORES
DIFERENCIALES DE VARIACIÓN LINEAL (LVDT)
Un
transformador diferencial de variación lineal da una señal de voltaje de
salida de ca que es proporcional a un desplazamiento físico. En la figura l0—4 se muestran la construcción, el símbolo esquemático
las formas de onda de salida de LVDT (siglas de linear variable differential,
transformer).
En la figura 10—4( a) se muestra que un LVDT tiene un
devanado primario y dos devanad secundarios, todos enrollados de la misma
manera. Su forma misma es hueca y contiene un núcleo magnético que puede
deslizarse libremente dentro de la forma. Mientras un núcleo magnético esté
perfectamente centrado en la forma, el enlace del campo magnético será el mismo
para el devanado secundario 1 que para el devanado secundario 2. Por tanto,
ambos voltajes de los de un dos secundarios serán iguales. Si el núcleo se
mueve a la izquierda en la figura 10—4(a), el enlace
magnético será mayor para el devanado secundario 1 porque una parte mayor del
núcleo está dentro de ese devanado que en el devanado secundario 2. Por tanto,
el voltaje del devanado 1 será mayor que el voltaje del devanado 2. Por otra
parte, si el núcleo se mueve a la derecha, figura 10-4(a),
el voltaje del devanado 2 será mayor que el voltaje del devanado 1, porque el
devanado 2 tendrá más del núcleo dentro de él. El LVDT es construido para que
la diferencia entre los dos voltajes de los devanados secundarios sea
proporcional al desplazamiento del núcleo.
Cuando el LVDT es usado como un dispositivo de medición, los devanados
secundarios están conectados en serie con las marcas de polaridad en oposición,
como se indica en la figura 10—4(b). Por tanto, si el
núcleo está centrado y el voltaje del devanado 1 es igual al voltaje del
devanado 2, la salida neta de voltaje (Vsalida) es cero. Esto se muestra
en la figura 10—4(c). Si el núcleo se mueve hacia
arriba, figura 10—4(b), el voltaje del devanado 1 es
mayor que el voltaje del devanado 2, por lo que Vsalida se hace distinto
de cero. Entre más se mueva el núcleo, más grande será Vsalida. Esto se
muestra en la figura 10—4(d). También. Vsalida está
en fase con Ventrada debido a la manera en que se define la fase
del voltaje de salida en la figura 10—4(b).
Si el núcleo se mueve hacia abajo de su posición central en la figura 10—4(h), el voltaje del devanado 2 se vuelve mayor que el
voltaje del devanado 1, y Vsalida nuevamente es distinto de cero. Esta
vez. Vsalida está desfasado 180° de Ventrada como se muestra en la figura 10—4(e). Por tanto, el tamaño de Vsalida representa
la cantidad de desplazamiento del centro, y la fase de Vsalida representa
la dirección del desplazamiento.
La mayoría de los LVDT tienen un rango de desplazamiento de más o menos
En lo que respecta a los valores de voltaje, la mayoría de los LVDT están
diseñados para operar con un voltaje de entrada de menos de 10 V
de ca. Los voltajes de salida de escala completa caen en el mismo rango
general. Esto es, los voltajes de salida de escala completa pueden caer en el
rango de unos 0.5 V de ca hasta unos 10 V de ca con diferentes modelos de LVDT.