ما هو المحول التفاضلي الخطي

يمكن استخدام تيار متناوب يتدفق في ملف أولي واحد للحث على جهد متناوب في ملفين ثانويين. إذا كانت اللفتان الثانويتان متطابقتين في خصائصهما وكان المساران لخطوط المجال المغناطيسي التي تمر عبر هذه الملفات متطابقين أيضًا ، فإن الفولتية الثانوية المتولدة ستكون متساوية. يسمى الجهاز بهذا الهيكل بالمحول التفاضلي.

يمكن أن يحتوي المحول التفاضلي على قلب هوائي أو قلب مغناطيسي.

يمكن توصيل ملفين ثانويين إما في الطور أو الطور المضاد ، في الحالة الأولى يتم إضافة جهدهما إلى بعضهما البعض وفي الحالة الثانية يتم طرح أحدهما من الآخر.

يتم استخدام اللف الأساسي لقيادة ملفين ثانويين متماثلين ، يمكن توصيل الأخير بحيث تضيف الفولتية الثانوية إلى أو تطرح من بعضها البعض.

إذا تم توصيل ملفين وفقًا لمخطط طرح ، فعندئذٍ بنفس قيم الفولتية ، سيكون إجمالي الجهد الثانوي صفراً.إذا تم تغيير خصائص الدائرة المغناطيسية لأحد هذه الملفات عن قصد مقارنة بخصائص الدائرة المغناطيسية للملف الآخر ، فإن الفولتيتين الثانويتين ستختلفان ولن يكون الاختلاف بينهما صفراً.

في ظل هذه الظروف ، يشير طور إجمالي الجهد الثانوي إلى مسار خطوط المجال المغناطيسي الذي يتمتع بأكبر مقاومة ، بينما يعكس اتساع هذا الجهد قيمة فرق الممانعة.

إذا تم استخدام نفس الإجراء لزيادة المقاومة المغناطيسية لمسار واحد ولتقليل المقاومة المغناطيسية للمسار الآخر ، فإن جهد الخرج الذي يعكس هذا الإجراء يصل إلى قيمته القصوى ، وستكون وظيفة النقل أكبر خطية ممكنة.

نظرًا لعدم وجود ملفين ثانويين ولا يمكن عمل مسارين من خطوط المجال المغناطيسي تمامًا ، يكون للمحول التفاضلي دائمًا جهد خرج محدد ، حتى مع عدم وجود إشارة مفيدة عند الإدخال.

بالإضافة إلى ذلك ، فإن خصائص الدوائر المغناطيسية غير خطية. نتيجة لهذا اللاخطي ، تظهر حتى المكونات التوافقية للتردد الأساسي لجهد الإثارة الأولي المطبق ، والتي لا يمكن تعويضها بالكامل في أي ترتيب للملفات الثانوية.

إن ممانعة الدائرة المغناطيسية الهوائية ذات الفجوة الهوائية هي دالة لعرض الفجوة مع اللاخطية القوية. نتيجة لذلك ، فإن تحريض ملف ملفوف حول هذه الدائرة هو أيضًا وظيفة غير خطية لعرض الفجوة.

في الوقت نفسه ، إذا كان هناك مساران متطابقان أكثر أو أقل لخطوط المجال المغناطيسي ، ولكل منهما فجوة هوائية ، وإذا زاد عرض فجوة واحدة مع انخفاض عرض الآخر ، فإن الاختلاف في المقاومة المغناطيسية لهذه الخطوط يمكن أن تختلف المسارات بشكل خطي بدرجة كافية.

تتجسد المبادئ الأساسية للمحول التفاضلي في الممارسة العملية في مجموعة متنوعة من تكوينات التصميم المحددة للعديد من الأغراض المختلفة.

المحولات التفاضلية الخطية المتغيرة (LVDT) هو محول سلبي (مستشعر) يعمل على مبدأ الحث المتبادل ويمكن استخدامه لقياس الإزاحة والانفعال والضغط والوزن.

في أغلب الأحيان ، يمكن استخدام NS لقياس الإزاحة في نطاق من عدة مليمترات إلى سنتيمترات ، وتحويل الإزاحة مباشرة إلى إشارة كهربائية.

تحريض الملف بالقرب من أو بداخله يقع قضيب المغناطيس الحديدي هو دالة لإحداثيات موضع هذا القضيب بالنسبة للملف ذي اللاخطية القوية.

إذا كان هذا القضيب عبارة عن دائرة مغناطيسية حديدية لبعض المحولات التفاضلية ، فيمكن أن يكون الجهد التفاضلي الثانوي بمثابة مؤشر على إزاحة القضيب ، اعتمادًا خطيًا بدرجة كافية على هذا الإزاحة.

الملف الأساسي متصل بمصدر التيار المتردد. يحتوي الملفان الثانويان S1 و S2 على عدد متساوٍ من المنعطفات ويتم تثبيتهما في سلسلة مقابل بعضهما البعض.

وبالتالي فإن المجالات الكهرومغناطيسية المستحثة في هذه الملفات هي 180 درجة خارج الطور مع بعضها البعض وبالتالي فإن التأثير الكلي يلغي.

يمكن تحديد موضع القلب المغنطيسي المتماثل المتوفر في تصميم المحول التفاضلي من طور وسعة الجهد الثانوي.

يشير الاختلاف المطلق بين الفولتية الثانوية إلى القيمة المطلقة لإزاحة القضيب بالنسبة إلى المركز أو موضع الصفر ، ويشير طور هذا الجهد المختلف إلى اتجاه الإزاحة.

يظهر منحنى B / I لمحول تفاضلي متغير خطي في الشكل.

مثال على استخدام المحول التفاضلي الخطي لتقديم ملاحظات دقيقة عن الموقع لمراقبة الصمامات والتحكم فيها في المصانع الكيماوية ومحطات الطاقة والمعدات الزراعية:

مستشعرات الإزاحة الغاطسة LVDT D5W:

تم تصميم محولات الطاقة هذه لقياس الإزاحة والموضع. إنها توفر قياسًا دقيقًا لموضع المحرك (الجزء المنزلق) بالنسبة إلى مبيت مستشعر الإزاحة.

تم تصميم محولات الإزاحة الغاطسة لأخذ القياسات أثناء غمرها في السوائل المناسبة. يمكن للسوائل غير المغناطيسية أن تغمر أنبوب المحرك دون التأثير على تشغيل المحول. تتوفر هذه المحولات في إصدارات عودة الربيع أو غير المنضبط.

عند أتمتة العمليات التكنولوجية المختلفة ، غالبًا ما يتم استخدام المحولات الثنائية ذات المحولات التفاضلية ذات النواة المغناطيسية الحديدية ، والتي يتم إدخالها في نهاياتها على مسافات متساوية في الملفين الثانويين.

عندما يتحرك القضيب بشكل محوري ، فإنه يتحرك بشكل أعمق في أحد هذه الملفات ويمتد من الآخر.يشير الاختلاف المطلق بين الفولتية الثانوية إلى القيمة المطلقة لإزاحة القضيب بالنسبة إلى المركز أو موضع الصفر ، ويشير طور هذا الجهد المختلف إلى اتجاه الإزاحة.

المحولات التفاضلية الدوارة AC:

المحول التفاضلي المتغير الدوار هو محول سلبي يعتمد على مبدأ الحث المتبادل. يتم استخدامه لقياس الإزاحة الزاوية.

يشبه تصميمه تصميم المحول التفاضلي الخطي المتغير باستثناء البنية الأساسية.

الملف الأساسي متصل بمصدر التيار المتردد. يحتوي الملفان الثانويان S1 و S2 على عدد متساوٍ من المنعطفات ويتم تثبيتهما في سلسلة مقابل بعضهما البعض.

مزايا المحولات التفاضلية الخطية:

• لا يوجد اتصال مادي بين القلب والملفات ؛

• موثوقية عالية

• رد سريع؛

• عمر خدمة طويل.

إنه جهاز الاستشعار الحثي الأكثر استخدامًا نظرًا لدقته العالية.