transformador diferencial de variable linea

LVDT
El Transformador Diferencial Variable Lineal es un dispositivo de sensado de posición que
provee un voltaje de salida de CA proporcional al desplazamiento de su núcleo que pasa a través
de sus arrollamientos. Los LVDTs proveen una salida lineal para pequeños desplazamientos
mientras el núcleo permanezca dentro del bobinado primario. La distancia exacta es función de la
geometría delLVDT.

Teoría de operación
Un LVDT es muy parecido a cualquier otro transformador, el cual consta de un bobinado
primario, bobinado secundario, y un núcleo magnético. Una corriente alterna, conocida como la
señal portadora, se aplica en el bobinado primario. Dicha corriente alterna en el bobinado primario
produce un campo magnético variable alrededor del núcleo. Este campo magnético induce unvoltaje alterno (CA) en el bobinado secundario que está en la proximidad del núcleo. Como en
cualquier transformador, el voltaje de la señal inducida en el bobinado secundario es una relación
lineal del número de espiras. La relación básica del transformador es:

Donde:
Vout: tensión de salida.
Vin: tensión de entrada.
Nout: numero de espiras del bobinado secundario.
Nin: numero de espirasdel bobinado primario.
Como el núcleo se desplaza, el número de espiras expuestas en el bobinado secundario
cambia en forma lineal. Por lo tanto la amplitud de la señal inducida cambiará también linealmente
con el desplazamiento.

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El LVDT indica la dirección de desplazamiento debido a que las salidas de los dos
bobinados secundarios se encuentran balanceadas mutuamente. Los bobinadossecundarios en
un LVDT se conectan en sentido opuesto. Así cuando el mismo campo magnético variable se
aplica a ambos bobinados secundarios, sus voltajes de salida tienen igual amplitud pero diferente
signo. Las salidas de los dos bobinados secundarios se suman, simplemente conectando los
bobinados secundarios a un punto común de centro.
A una posición de equilibrio (generalmente cerodesplazamiento) se produce una señal de
salida igual a cero.
La señal inducida de CA es entonces demodulada para producir un voltaje de CC que sea
sensible a la amplitud y a la fase de la señal de CA producida.
A continuación se muestra un diagrama de la relación entre la señal de entrada del
bobinado primario, el núcleo magnético y la señal de salida:

Efecto no lineal en un LVDT
El LVDT proveeuna relación lineal entre el desplazamiento y el voltaje, mientras el núcleo
se exponga a todas las espiras del bobinado primario.

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Demodulador de portadora

En la práctica los LVDT son usados con etapas demoduladoras de portadora que proveen
la señal portadora (la señal alterna hacia el bobinado primario) y convierten (o demodulan) la
señal AC inducida en una señal DC.
Eldemodulador sensible a la fase es un conversor AC/DC que produce una tensión DC
(típicamente entre 0 y 10 Volts) proporcional a la magnitud de salida del LVDT y sensible a la fase
de la señal de salida relativa a la señal (portadora) de entrada.
Cuando el núcleo es desplazado hacia un lado del primario, la salida del LVDT esta en
fase con la entrada y el demodulador produce una señal positiva. Cuando elnúcleo es desplazado
hacia el otro lado, la salida del LVDT estará desfasada 180 grados respecto a la señal del
primario. La salida del demodulador es entonces una tensión negativa proporcional al
desplazamiento.
Características de diseño
Las letras LVDT son un acrónimo de Linear Variable Diferencial Transformer, un tipo
común de transductor electromecánico que puede convertir el movimientorectilíneo de un objeto
al cual esta acoplado mecánicamente, en una señal eléctrica correspondiente.

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Los sensores de posición lineal LVDT están fácilmente disponibles para medir movimientos
de unas pocas millonésima partes de pulgada hasta varias pulgadas, pero así también son
capaces de medir posiciones de hasta+-20 pulgadas
Esta figura muestra los componentes de un LVDT típico....