LVDT verplaatsingsopnemers
LVDT verplaatsingsopnemers voor nauwkeurige lineaire positiemeting
LVDT verplaatsingsopnemers worden gebruikt wanneer een lineaire beweging nauwkeurig, betrouwbaar en reproduceerbaar gemeten moet worden. Een LVDT, voluit Linear Variable Differential Transformer, is een inductieve verplaatsingssensor die de positie of slag van een mechanisch onderdeel omzet naar een elektrisch meetsignaal.
In de praktijk worden deze sensoren ook aangeduid als LVDT sensors, LVDT displacement sensors, LVDT displacement transducers, inductive transducers, position transducers of inductieve verplaatsingsopnemers. Bij Indusen leveren en adviseren wij LVDT-oplossingen voor machinebouw, hydrauliek, testopstellingen, kwaliteitscontrole en industriële automatisering.
Meer weten over de fabrikant? Bekijk ook onze eddylab merkenpagina.
Wat is een LVDT verplaatsingsopnemer?
Een LVDT is een analoge sensor voor lineaire verplaatsingsmeting. De sensor meet de axiale beweging van een ferromagnetische kern in een spoelsysteem. Deze beweging wordt door de elektronica omgezet naar een bruikbaar uitgangssignaal, bijvoorbeeld 0-10 V, 4-20 mA, ±10 V, USB of CAN, afhankelijk van de uitvoering en signaalverwerking.
Een LVDT wordt niet gebruikt voor eenvoudige aan/uit-detectie, maar voor echte meting. Denk aan het meten van cilinderpositie, klepstand, slaglengte, mechanische uitzetting, persbewegingen, tastmetingen, testopstellingen en nauwkeurige positiebewaking in machines.
Opbouw van een LVDT met spoelsysteem en bewegende kern.
Hoe werkt een LVDT sensor?
Een LVDT bestaat uit een primaire spoel en twee secundaire spoelen. De primaire spoel wordt door de meetversterker gevoed met een wisselspanning. In het midden van de sensor beweegt een ferromagnetische kern die meestal mechanisch verbonden is met het onderdeel waarvan de positie of verplaatsing gemeten moet worden.
Wanneer de kern precies in het midden staat, zijn de spanningen in de twee secundaire spoelen gelijk. Beweegt de kern naar één kant, dan neemt de spanning in de ene secundaire spoel toe en in de andere af. De elektronica vergelijkt deze spanningen differentieel en zet het verschil om naar een gestandaardiseerd uitgangssignaal.
Binnen het opgegeven meetbereik levert dit een zeer lineaire en nauwkeurige meting op. Daarom worden LVDT sensoren veel toegepast bij nauwkeurige lineaire positiemeting en slagmeting.
De positie van de kern bepaalt het differentiële meetsignaal.
Waarom kiezen voor een LVDT?
Het grote voordeel van een LVDT is dat de meting absoluut is. De positie is direct bekend zodra het systeem actief is. Er is dus geen referentiepunt of homingprocedure nodig zoals bij sommige incrementele meetsystemen. Daarnaast is het meetprincipe zeer slijtagearm wanneer de kern vrij door het spoelsysteem beweegt, omdat er intern geen mechanisch contact is tussen kern en spoelen.
Absolute positie
De actuele positie is direct beschikbaar zodra het meetsysteem actief is.
Slijtagearm meetprincipe
Bij een vrij bewegende kern is er intern geen mechanisch contact tussen kern en spoelen.
Robuust en nauwkeurig
Geschikt voor industriële toepassingen met hoge eisen aan lineariteit en herhaalbaarheid.
Toepassingen van LVDT verplaatsingsopnemers
LVDT sensoren worden gebruikt in toepassingen waar een lineaire beweging nauwkeurig bewaakt, gemeten of geregeld moet worden. Ze komen voor in machinebouw, hydrauliek, pneumatiek, testbanken, kwaliteitscontrole, procesbewaking, factory automation, turbinebouw, aerospace, defensie, energiecentrales, verpakkingsmachines en voedselverwerkende machines.
- Slagmeting in machines en productielijnen
- Positiemeting van hydraulische en pneumatische cilinders
- Klepstandmeting en servo-regeling
- Testbanken, duurtesten en meetopstellingen
- Persbewegingen, uitzettingsmeting en krachtgestuurde processen
- Kwaliteitscontrole en productiemeting met tastende opnemers
- Metingen in omgevingen met olie, vocht, vuil, temperatuur of trillingen
LVDT met externe elektronica of geïntegreerde elektronica
LVDT verplaatsingsopnemers kunnen worden gebruikt met externe elektronica of met geïntegreerde elektronica. Bij externe elektronica bevindt de meetversterker of signaalconditioner zich buiten de sensor, bijvoorbeeld in een schakelkast of als elektronica in de aansluitkabel. Dit heeft als voordeel dat de sensor zelf compacter, robuuster en beter bestand tegen hoge temperaturen of zware trillingen kan worden uitgevoerd.
Externe elektronica maakt het mogelijk om nulstelling, versterking, filterinstellingen en uitgangssignaal beter af te stemmen op de toepassing. Denk aan signalen zoals 4-20 mA, 0-20 mA, 0-10 V, 0-5 V, ±5 V of ±10 V. Geïntegreerde elektronica is eenvoudiger in gebruik, omdat de sensor direct een analoog uitgangssignaal levert.
Belangrijke LVDT uitvoeringen
Binnen LVDT sensoren bestaan meerdere mechanische uitvoeringen. De juiste keuze hangt af van het meetbereik, de montage, de omgeving, de mechanische belasting en het gewenste uitgangssignaal.
eddylab SM LVDT verplaatsingsopnemer
eddylab SL robuuste LVDT verplaatsingsopnemer
Robuuste industriële LVDT uitvoering voor zwaardere toepassingen, grotere meetbereiken en betrouwbare lineaire meting.
eddylab SLT veerbelaste LVDT verplaatsingsopnemer
Veerbelaste tastopnemer voor nauwkeurige tastende metingen, slagmeting, kwaliteitscontrole en automatische meetcycli.
eddylab SM-HYD LVDT voor cilinderpositie
Drukbestendige LVDT sensor voor positiecontrole in hydraulische cilinders, pneumatische cilinders en servo-kleppen.
eddylab SM-F18 LVDT sensor voor cilinders
Compacte LVDT oplossing voor positiecontrole in hydraulische en pneumatische cilinders en servo-kleppen.
eddylab SM-F14 compacte LVDT verplaatsingsopnemer
Compacte LVDT sensor voor korte slagmetingen, beperkte inbouwruimte, cilinderpositie en servo-kleppen.
eddylab SLX hygiënische LVDT verplaatsingsopnemer
Hygiënische en robuuste LVDT uitvoering voor food, pharma, medical en reinigingsgevoelige machines.
Signaalverwerking en LVDT elektronica
Een LVDT sensor vormt samen met de elektronica één meetsysteem. De elektronica voedt de sensor, verwerkt het spoelsignaal en zet dit om naar een bruikbaar uitgangssignaal. Afhankelijk van de toepassing kan dit een analoge uitgang zijn, zoals 0-10 V of 4-20 mA, of een digitale interface zoals USB of CAN via een geschikte controller.
Signaalconditioners kunnen worden gebruikt voor nulstelling, versterking, lineariteitscorrectie, filterinstellingen en kabelbreukdetectie. Bij nauwkeurige toepassingen is het belangrijk dat sensor, kabel en elektronica goed op elkaar zijn afgestemd.
Voorbeeld van LVDT signaalverwerking met externe elektronica.
Installatie en aandachtspunten
De juiste installatie is belangrijk voor een betrouwbare LVDT meting. De sensor, kabel en elektronica vormen samen een meetketen. Daarom is het belangrijk om de combinatie van sensor en elektronica niet zomaar te wijzigen. Wanneer kabels worden verlengd, ingekort of aangepast, kan herkalibratie of opnieuw instellen van de elektronica noodzakelijk zijn.
Bij de mechanische montage moet de taststift of kern zo goed mogelijk axiaal bewegen. Schuine belasting, zijwaartse krachten, torsie op de kabel of mechanische spanning kunnen de levensduur en meetkwaliteit beïnvloeden. Signaalkabels moeten afgeschermd worden uitgevoerd en bij voorkeur gescheiden worden gehouden van vermogenskabels, motorsturingen, frequentieregelaars en andere storingsbronnen.
- Gebruik afgeschermde kabels voor betrouwbare signaaloverdracht.
- Voorkom trek- en torsiebelasting op kabel en sensor.
- Monteer de elektronica bij voorkeur droog en beschermd, bijvoorbeeld in een schakelkast.
- Houd signaalkabels gescheiden van vermogenskabels en frequentieregelaars.
- Kies niet-magnetische materialen voor kernverlengingen waar dit nodig is.
Accessoires voor LVDT sensoren
Voor LVDT verplaatsingsopnemers zijn verschillende accessoires beschikbaar. Denk aan aansluitkabels, verlengkabels, connectoren, montageklemmen, flensklemmen, voetklemmen, beschermbalgen en verwisselbare tastpunten. Deze accessoires zijn belangrijk om de sensor mechanisch goed te monteren en betrouwbaar te laten functioneren in de toepassing.
Bij veerbelaste tastopnemers kunnen verschillende tastpunten worden gebruikt. Stalen tastpunten zijn geschikt voor veel standaardtoepassingen. Hardmetalen, robijn of keramische tastpunten kunnen interessant zijn bij slijtagegevoelige toepassingen, nauwkeurige meettaken of metingen op specifieke materialen.
LVDT sensor selecteren
Bij het selecteren van een LVDT verplaatsingsopnemer is alleen het meetbereik niet voldoende. De sensor moet mechanisch, elektrisch en omgevingsmatig passen bij de toepassing. Een goede selectie voorkomt meetfouten, montageproblemen en onnodige slijtage.
- Wat moet er gemeten worden: positie, slag, uitzetting, klepstand of cilinderpositie?
- Wat is het gewenste meetbereik?
- Is een vrij bewegende kern, geleide taststift of veerbelaste uitvoering nodig?
- Welke nauwkeurigheid, lineariteit en herhaalbaarheid zijn nodig?
- Is de beweging langzaam, snel of dynamisch?
- Welk uitgangssignaal is gewenst: 0-10 V, 4-20 mA, ±10 V, USB, CAN of anders?
- Zijn temperatuur, druk, vocht, vuil, olie of trillingen belangrijk?
- Gaat het om nieuwbouw, retrofit of vervanging van een bestaande LVDT?
Indusen helpt bij LVDT selectie en vervanging
Bij Indusen helpen wij engineers, machinebouwers en technische inkopers bij het selecteren van de juiste LVDT verplaatsingsopnemer. Wij kijken niet alleen naar het artikelnummer, maar vooral naar de toepassing. Het meetbereik, de mechanische inbouw, het uitgangssignaal, de omgeving en de gewenste nauwkeurigheid bepalen samen welke sensor technisch het beste past.
Ook bij vervanging van bestaande LVDT sensors of inductive transducers kunnen wij meedenken. Daarbij vergelijken wij onder andere meetbereik, behuizing, taststift, montage, uitgangssignaal, elektronica, kabel, connector en omgevingscondities.
Vraag technisch advies aan Bekijk eddylab bij indusen