سنسورهای موقعیت

یکی از انواع سنسورهای موقعیت که دچار مشکلات اصطکاک و فرسودگی نیست؛ ترانسفورماتور متغیر خطی تفاضلی یا LVDT (Linear Variable Differential Transformer)    می‌باشد این نوع سنسور موقعیت یک سنسور القایی می‌باشد و بر اساس قواعدی که بر ترانسفورماتور AC حاکم است عمل می‌کند این نوع سنسورها برای  اندازه‌گیری جابه جایی خطی فوق‌العاده دقیق هستند و میزان خروجی شان با موقعیت هسته متحرک شان کاملاً متناسب است.

این نوع سنسورها غالباً از ۳ سیم‌پیچ که به دور یک لوله‌ی خالی پیچیده شده‌اند تشکیل شده. یک سیم پیچ، سیم پیچ اولیه نامیده می‌شود و دو سیم پیچ دیگر بخش ثانویه مشابهی را ایجاد می‌کنند که به لحاظ الکتریکی به یکدیگر به صورت سری متصل هستند اما با هم ۱۸۰ درجه اختلاف فاز دارند.

در این طراحی یک هسته‌ی فرومغناطیس آهنی ( که گاهی اوقات به آن آرماتور گفته می‌شود ) به شئی که قرار است موقعیت آن تشخیص داده شود متصل می‌شود این هسته درون بخش لوله ای LVDT  در دو جهت بالا و پایین حرکت می‌کند.

یک ولتاژ مرجع AC که سیگنال تحریک نامیده می‌شود ( سیگنال تحریک بین ۲ـ۲۰ ولت و فرکانس آن بین ۲ ـ۲۰ Khz است ) به سیم پیچ اولیه اعمال می‌شود و سیم پیچ اولیه نیرو محرکه القایی را درون دو سیم پیچ دیگر به وجود می‌آورد .

اگر هسته‌ی آهنی درست در مرکز لوله باشد ( موقعیت صفر ) نیرو محرکه‌ی القایی در دو سیم پیچ ثانویه یکدیگر را خنثی می‌کنند چرا که با یکدیگر ۱۸۰ درجه اختلاف فاز دارند بنابراین ولتاژ خروجی نیز صفر خواهد بود هنگامی که هسته جابه‌جا می‌شود ولتاژ القایی در یکی از سیم پیچ ها از دیگری بزرگ‌تر خواهد بود و ولتاژ خروجی تولید خواهد شد .

پلاریته سیگنال خروجی بستگی به جهت و میزان جابه جایی هسته ی متحرک دارد هر چقدر هسته از موقعیت صفر دورتر شود سیگنال خروجی بزرگ‌تر خواهد بود خروجی حاصل تفاضل ولتاژ القایی در دو سیم پیچ ثانویه است که به صورت خطی با موقعیت هسته تغییر می‌کند بنابراین سیگنال خروجی این نوع سنسور دارای دامنه ای که بیانگر میزان جابه جایی شی و دارای پلاریته که بیانگر جهت جابه‌جایی شی می‌باشد است فاز سیگنال خروجی می‌تواند با فاز سیگنال محرک مورد مقایسه قرار بگیرد و به این ترتیب متوجه خواهیم شد که شی در چه جهتی حرکت می‌کند.