Apa itu transformator diferensial linier

Arus bolak-balik yang mengalir dalam satu kumparan primer dapat digunakan untuk menginduksi tegangan bolak-balik dalam dua kumparan sekunder. Jika dua belitan sekunder identik dalam karakteristiknya dan dua jalur garis medan magnet yang melewati kumparan ini juga identik, maka kedua tegangan sekunder yang dihasilkan akan sama. Perangkat dengan struktur ini disebut transformator diferensial.

Transformator diferensial dapat memiliki inti udara atau inti magnet.

Dua belitan sekunder dapat dihubungkan baik dalam fase atau anti-fase, dalam kasus pertama tegangannya ditambahkan satu sama lain dan dalam kasus kedua satu dikurangi dari yang lain.

Belitan primer digunakan untuk menggerakkan dua belitan sekunder simetris, yang terakhir dapat dihubungkan sehingga tegangan sekunder menambah atau mengurangi satu sama lain.

Jika dua kumparan dihubungkan sesuai dengan skema pengurangan, maka pada nilai voltase yang sama, total voltase sekunder akan menjadi nol.Jika karakteristik rangkaian magnetik salah satu kumparan ini sengaja diubah dibandingkan dengan karakteristik rangkaian magnetik kumparan lainnya, maka kedua tegangan sekunder akan berbeda dan perbedaannya tidak akan nol.

Dalam kondisi ini, fase tegangan sekunder total menunjukkan jalur garis medan magnet mana yang memiliki resistansi terbesar, sedangkan amplitudo tegangan ini mencerminkan nilai perbedaan keengganan.

Jika tindakan yang sama digunakan untuk meningkatkan resistansi magnetik dari satu jalur dan untuk mengurangi resistansi magnetik dari jalur lainnya, tegangan keluaran yang mencerminkan tindakan ini mencapai nilai maksimumnya, dan fungsi transfer akan memiliki linearitas sebesar mungkin.

Karena tidak ada dua belitan sekunder dan tidak ada dua jalur garis medan magnet yang dapat dibuat persis sama, transformator diferensial selalu memiliki tegangan keluaran yang pasti, bahkan dengan sinyal nol yang berguna pada masukan.

Selain itu, karakteristik sirkuit magnetik bersifat non-linier. Sebagai hasil dari ketidaklinieran ini, bahkan komponen harmonik dari frekuensi fundamental dari tegangan eksitasi primer yang diterapkan muncul, yang tidak dapat sepenuhnya dikompensasi dalam susunan belitan sekunder apa pun.

Keengganan sirkuit feromagnetik celah udara adalah fungsi dari lebar celah dengan nonlinier yang kuat. Akibatnya, induktansi lilitan kumparan di sekitar rangkaian semacam itu juga merupakan fungsi non-linier dari lebar celah.

Pada saat yang sama, jika ada dua jalur yang kurang lebih identik dari garis medan magnet, masing-masing dengan celah udara, dan jika lebar satu celah bertambah seiring dengan berkurangnya lebar celah lainnya, maka perbedaan resistansi magnet dari keduanya jalur dapat bervariasi secara linier.

Prinsip dasar transformator diferensial diwujudkan dalam praktik dalam berbagai konfigurasi desain khusus untuk berbagai tujuan.

Transformator Diferensial Variabel Linear (LVDT) adalah transduser pasif (sensor) yang bekerja berdasarkan prinsip induksi timbal balik dan dapat digunakan untuk mengukur perpindahan, regangan, tekanan dan berat.

Paling sering mereka menggunakan NS dapat digunakan untuk mengukur perpindahan dalam kisaran beberapa milimeter hingga sentimeter, secara langsung mengubah perpindahan I menjadi sinyal listrik.

Induktansi koil di dekat atau di dalam tempat batang feromagnetik berada adalah fungsi dari koordinat posisi batang ini relatif terhadap koil dengan nonlinier yang kuat.

Jika batang seperti itu adalah rangkaian feromagnetik dari beberapa transformator diferensial, maka tegangan diferensial sekunder dapat berfungsi sebagai indikator perpindahan batang, tergantung secara linier pada perpindahan ini.

Gulungan primer terhubung ke sumber AC. Dua gulungan sekunder S1 dan S2 memiliki jumlah putaran yang sama dan dipasang secara seri berlawanan satu sama lain.

Jadi EMF yang diinduksi dalam belitan ini adalah 180° keluar dari fase satu sama lain dan dengan demikian efek keseluruhan dibatalkan.

Posisi inti feromagnetik simetris yang disediakan dalam desain transformator diferensial dapat ditentukan dari fase dan amplitudo tegangan sekunder.

Perbedaan absolut antara dua tegangan sekunder menunjukkan nilai absolut perpindahan batang relatif terhadap pusat atau posisi nol, dan fase tegangan yang berbeda ini menunjukkan arah perpindahan.

Kurva B / I dari transformator diferensial variabel linier ditunjukkan pada gambar.

Contoh penggunaan transformator diferensial linier untuk memberikan umpan balik posisi yang akurat untuk pemantauan dan kontrol katup di pabrik kimia, pembangkit listrik, dan peralatan pertanian:

Sensor perpindahan selam LVDT D5W:

Transduser ini dirancang untuk mengukur perpindahan dan posisi. Mereka memberikan pengukuran yang akurat dari posisi angker (bagian geser) relatif terhadap rumah sensor perpindahan.

Transduser perpindahan submersible dirancang untuk melakukan pengukuran saat direndam dalam cairan yang sesuai. Cairan non-magnetik dapat membanjiri tabung angker tanpa mempengaruhi pengoperasian konverter. Konverter ini tersedia dalam versi tidak terkontrol atau pegas kembali.

Saat mengotomatiskan berbagai proses teknologi, konverter bilateral dengan transformator diferensial dengan inti feromagnetik, yang dimasukkan pada ujungnya pada jarak yang sama ke dalam dua kumparan sekunder, sering digunakan.

Saat batang bergerak secara aksial, batang bergerak lebih dalam ke salah satu gulungan ini dan memanjang dari yang lain.Perbedaan absolut antara dua tegangan sekunder menunjukkan nilai absolut perpindahan batang relatif terhadap pusat atau posisi nol, dan fase tegangan yang berbeda ini menunjukkan arah perpindahan.

Transformator Diferensial AC Putar:

Transformator diferensial variabel putar adalah transformator pasif berdasarkan prinsip induksi timbal balik. Ini digunakan untuk mengukur perpindahan sudut.

Desainnya mirip dengan transformator diferensial variabel linier kecuali untuk konstruksi inti.

Gulungan primer terhubung ke sumber AC. Dua gulungan sekunder S1 dan S2 memiliki jumlah putaran yang sama dan dipasang secara seri berlawanan satu sama lain.

Keuntungan dari transformator diferensial linier:

• Tidak ada kontak fisik antara inti dan kumparan;

• Keandalan tinggi;

• Respon cepat;

• Umur panjang.

Ini adalah sensor induktif yang paling banyak digunakan karena akurasinya yang tinggi.