Uso de sondas LVDT y transductores lineales para control dimensional y geométrico.

Sondas LVDT para medidas de contacto

I Los transductores LVDT permiten mediciones de precisión en piezas mecánicas. o en cualquier objeto que pueda medirse con una sonda de contacto.

Combinados con amplificadores de señal especiales, permiten medición de características dimensionales (espesores, anchos, posiciones, alturas, diámetros, ovalidad) y geométrico (planitud, paralelismo, perpendicularidad, oscilación, excentricidad y coaxialidad) con precisión millesimal incluso en piezas mecánicas complejas.

Los transductores LVDT con sistema de accionamiento por resorte (con precarga mecánica fija) o los transductores LVDT con accionamiento neumático son particularmente adecuados para sistemas de medición automáticos.

Algunas familias de sondas LVDT se pueden hacer con un mecanismo de desplazamiento basado en vacío.

Son posibles los transductores con salida de cable radial, con salida de cable axial o con sistemas rápidos de conexión y desconexión.

RODER fabrica sistemas completos "llave en mano" que consisten en sondas LVDT, amplificadores y controladores electrónicos, sistemas de adquisición de datos, software para control estadístico y mecánico especialmente diseñado.

Los sistemas de medición RODER encuentran aplicaciones en muchos sectores industriales: mecánica de precisión, trabajo de chapa, moldeo de plástico, electromedicina, metalúrgica y hierro y acero.


Aplicaciones de transductores LVDT

Las aplicaciones típicas de los sistemas de medición basados ​​en transductores LVDT están relacionadas con la medición de piezas mecánicas, producidas en materiales plásticos, en el sector del vidrio, en el sector de procesamiento de deformación.

Mediciones y comprobaciones dimensionales y geométricas de piezas estampadas y cortadas.

Las sondas LVDT, combinadas con los sistemas MODULCHECK de producción RODER, permiten la medición en tiempos rápidos y directamente en la línea de producción del planitud de piezas moldeadas, en rodajas, laminadas o fundidas a presión. La medición de planeidad se realiza con una matriz de sensores capaz de detectar diferencias en comparación con un maestro de calibración certificado. El resultado de la prueba es un mapeo de las áreas verificadas con el valor numérico relativo de desviación de la forma ideal.

Una presentación gráfica muy intuitiva le permite determinar de manera rápida y confiable las áreas de incumplimiento. Todos los datos obtenidos se pueden usar para cálculos estadísticos (Sigma, Cp, Cpk, Cm, Cmk) o para la realización de tarjetas de control (XS, XR, tendencia del proceso, distribución de la población).

Comprobaciones de forma en partículas grandes

Las sondas LVDT, combinadas con los sistemas MODULCHECK producidos por RODER, permiten control de forma de objetos de cualquier tamaño y material. El control de forma se realiza en comparación con un maestro de referencia y todas las diferencias se destacan de forma rápida e intuitiva. Es posible generar señales de fuera de tolerancia o de no conformidad parcial del producto. El sistema también se puede instalar en áreas de control robótico y bancos de control automático desatendidos. En esta configuración, todas las operaciones de verificación pueden controlarse directamente mediante un PLC o un sistema de producción automático.

Mediciones de oscilación y excentricidad en piezas giratorias.

Las sondas LVDT, combinadas con los sistemas MODULCHECK producidos por RODER, Permite la determinación de características geométricas de piezas sometidas a rotación en contrapuntos. Por lo tanto, es posible medir diámetros, ovalizaciones y oscilaciones, pero también redondez, cilindricidad y datos del perfil radial del objeto. (importante en aplicaciones como la medición de árboles de levas). La medición también puede ser adquirida por máquinas de medición especialmente desarrolladas para este tipo de control en el laboratorio metrológico o en la línea de producción (máquinas de medición 3D, profilómetros, máquinas ópticas).

Características comunes de los sistemas propuestos por RODER

  • Excelente repetibilidad, durabilidad y longevidad.
  • Todas las sondas LVDT RODER están montadas sobre rodamientos de bolas, excepto las sondas axiales en miniatura.
  • La guía de rodamiento de bolas es altamente insensible a las fuerzas radiales ejercidas sobre la varilla de medición. Un dispositivo antirrotación garantiza un movimiento perfecto del sistema de guía mecánica.
  • Las guías de la sonda axial están altamente protegidas contra la penetración de líquidos (aceite) o sólidos (polvo) a través de fuelles protectores de calidad elastomérica.
  • Los insertos (insertos de medición) se pueden reemplazar o reemplazar. Se encuentra disponible una amplia variedad de formas y tamaños geométricos.
  • La fuerza de medición se puede ajustar cambiando el resorte, según el modelo de la sonda.
  • Diámetro de la carcasa de la sonda de 8 mm. Se puede bloquear en toda su longitud.
  • Grado de protección IP65 según IEC 60529.
  • Amplia gama de accesorios, incluidos insertos de medición, juegos de resortes, etc.
  • Sondas LVDT compatibles con equipos de medición de otros fabricantes disponibles bajo pedido.

RODER ofrece una familia completa de sensores LVDT (sondas electrónicas analógicas) e instrumentos de medición dedicados para las aplicaciones más exigentes.

Sondas estándar LVDT RODER

Las sondas estándar, también conocidas como sondas de medio puente, funcionan según el principio eléctrico del acoplamiento magnético. Las sondas LVDT se pueden usar en combinación con instrumentos de medición de otros fabricantes, para obtener una gama completa de medidas y medidas geométricas.

Estas sondas se conocen como sondas LVDT (transformador diferencial variable lineal). Todas las sondas electrónicas RODER se pueden usar tanto con instrumentos manuales, internos o externos, como en combinación con otros instrumentos y soportes de medición típicos.

RODER puede suministrar sondas axiales con desplazamiento lineal de la varilla de medición, sondas angulares con palanca basculante o sondas de guía paralelas, especialmente diseñadas para dispositivos de múltiples cuotas y cualquier otro equipo para el control en proceso, lo que permite guardar muchos componentes de ensamblaje, que, con muy pocas excepciones, esencialmente realiza mediciones comparativas.

Sobre la base de un maestro principal, que puede ser un bloque de medición, un anillo de ajuste o cualquier otra pieza aceptada como tal, se comparan diferentes dimensiones de la pieza que se está probando: todas las mediciones se realizan con alta precisión.

¿Qué es un LVDT?

LVDT significa transformador diferencial variable lineal. Es un tipo de transductor electromecánico capaz de convertir el movimiento rectilíneo de un objeto al que está acoplado mecánicamente en una señal eléctrica correspondiente. Los sensores de posición lineal LVDT son capaces de medir movimientos de unas pocas millonésimas de milímetro hasta varios milímetros.

La estructura interna del sensor LVDT consiste en un devanado primario centrado entre un par de devanados secundarios, separados simétricamente del primario. Las bobinas se enrollan en un único soporte térmicamente estable, encapsuladas contra la humedad, envueltas en un escudo magnético de alta permeabilidad y luego se fijan en una carcasa cilíndrica de acero inoxidable. Este conjunto de bobina suele ser el elemento estacionario del sensor de posición.

El elemento móvil de un LVDT es un refuerzo tubular separado hecho de material magnéticamente permeable. Esto se llama núcleo, que es libre de moverse axialmente dentro del orificio hueco de la bobina y se acopla mecánicamente al objeto cuya posición se está midiendo. Durante el funcionamiento, el devanado primario del LVDT es excitado por una corriente alterna de amplitud y frecuencia adecuadas, conocida como excitación primaria.

La señal de salida eléctrica del LVDT es el voltaje de CA diferencial entre los dos devanados secundarios, que varía con la posición axial del núcleo dentro de la bobina LVDT. Por lo general, este voltaje de salida de CA se convierte mediante circuitos electrónicos adecuados en voltaje o corriente de CC de alto nivel que es más conveniente de usar.

¿Por qué usar un LVDT?

Resolución infinita

Dado que un LVDT funciona de acuerdo con los principios del acoplamiento electromagnético en un sistema totalmente analógico, puede medir variaciones infinitamente pequeñas en la posición del núcleo. Esta capacidad de resolución infinita está limitada solo por el ruido en un acondicionador de señal LVDT y la resolución de la pantalla de salida. Estos mismos factores le dan a un LVDT su repetibilidad excepcional.


Repetibilidad del punto cero

La posición del punto cero central de un LVDT es extremadamente estable y repetible, incluso en su amplio rango de temperatura de funcionamiento. Esto hace que un LVDT funcione bien como sensor de posición de referencia en sistemas de control de circuito cerrado y herramientas de servo balanceo de alto rendimiento.


Respuesta dinámica rápida

La construcción particular permite que un LVDT responda muy rápidamente a los cambios en la posición del núcleo. La respuesta dinámica de un sensor LVDT en sí está limitada solo por los efectos inerciales de la masa del núcleo de luz.


Salida absoluta

Un LVDT es un dispositivo de salida absoluto, a diferencia de un dispositivo de salida incremental. Esto significa que en caso de una falla de energía, los datos de posición enviados por el LVDT no se perderán. Cuando se reinicia el sistema de medición, el valor de salida del LVDT será el mismo que antes antes de que se interrumpiera la fuente de alimentación.

Algunos ejemplos de sensores LVDT

Il transductor de desplazamiento inductivo, También conocido como LVDT, es un dispositivo electromagnético utilizado para la medición de pequeños desplazamientos. El transductor LVDT tiene alta precisión y repetibilidad incluso en condiciones de trabajo difíciles y en presencia de contaminantes.

Transductores de posición y desplazamiento. ellos son robustos y confiables, aseguran una larga vida útil. Ofrecen rangos de medición entre 0,2 y 10 mm. Se encuentran disponibles versiones económicas, miniaturizadas y presurizadas, con sensor de resorte, con o sin electrónica incorporada.

También son posibles sensores LVDT con rangos de medición más grandes, formas de construcción personalizadas y rangos de excursión térmica más altos.

Notas constructivas de un sensor LVDT

El transductor se realiza mediante un tubo formado por tres devanados dispuestos con ejes paralelos y con un núcleo cilíndrico ferromagnético móvil en su interior. Se dice el devanado central. primario e gli altri due secundario: el primario está conectado a un generador de voltaje de CA, el voltaje de salida se mide en los extremos de los secundarios.

Cuando el núcleo está en el centro, el voltaje inducido en los devanados secundarios, que están enrollados en una dirección discordante, es igual pero opuesto, de modo que la señal de voltaje medida es prácticamente cero. A medida que el núcleo se mueve, por otro lado, las inductancias mutuas cambian, y dependiendo de si se mueve hacia la izquierda o hacia la derecha, el acoplamiento inductivo con el secundario de la izquierda o la derecha, respectivamente, será mayor. En consecuencia, la señal de salida variará proporcionalmente al movimiento del núcleo.

Amplificadores para sensores LVDT

El llamado se utiliza para traducir la señal de salida LVDT demoduladores discriminantes de fase. Estos son dispositivos electrónicos que le permiten extraer el valor efectivo del voltaje que representa el desplazamiento e interpretar desde qué parte del cero ocurre el desplazamiento. El más conocido de todos utiliza un puente doble de Graetz que endereza la señal alterna proveniente de los devanados secundarios y la convierte en la suma algebraica. Dependiendo del signo de la suma, uno puede entender desde qué parte del cero ocurrió el desplazamiento.

LVDT es un transductor muy sensible capaz de medir desplazamientos en el orden de fracciones micrométricas. Dependiendo de la frecuencia de suministro de energía del primario y la masa del núcleo, hay frecuencias de corte de unos pocos cientos de hertzios y, por lo tanto, buenas respuestas dinámicas a movimientos rápidos que varían con el tiempo.