Externer Messverstärker LVDT

Ein LVDT-Wegsensor besteht aus einem korrosionsgeschützten, magnetisch abgeschirmten Hohlkörper, einer Primärspule (Primärwicklung), zwei in Reihe geschalteten Sekundärspulen (Sekundärwicklung) und einem Weicheisenkern (Eisen-Nickel-Legierung mit hoher magnetischer Permeabilität) . Die Schubstange kann berührungslos über eine Spule axial innerhalb des Hohlkörpers bewegt werden, wobei das induktive Messprinzip als „linear variabler Differenzialtransformator“ genutzt wird: LVDT.

Die Primärwicklung wird typischerweise mit einer Wechselspannung konstanter Frequenz (Erregerspannung oder Primärspannung) im Bereich von 1–10 kHz versorgt. Je nach Stellung des Weicheisenkerns wird diese Wechselspannung in den Sekundärspulen der beiden gegenphasig in Reihe geschalteten Sekundärwicklungen induziert.

Befindet sich der Weicheisenkern genau in der Mitte der Sekundärspule, hebt sich das Magnetfeld der Sekundärspule auf und die Ausgangsspannung beträgt 0 V. Bei axialer Verschiebung des Weicheisenkerns ist die induzierte Spannung gerichtet. Die Spannung an einer Sekundärspule steigt stetig an, während die Spannung an der anderen Sekundärspule stetig abfällt.

Ein LVDT ist ein Differentialtransformator, der mit einer Wechselspannung (AC) betrieben wird und auch eine Wechselspannung (AC) als Ausgangssignal erzeugt. Für vielseitige Ausgangssignale werden induktive Wegaufnehmer mit entsprechender Auswerteelektronik wie IMA2LVDT oder integrierter Messverstärkerelektronik geliefert. Letztere besteht aus einem Oszillator zur Erzeugung der Anregungsspannung, einem Demodulator, einem Differenzbildner und einem Ausgangsverstärker mit Filter. Durch die unterschiedlichen realisierbaren Ausgangsspannungsbereiche lassen sich Wegaufnehmer einfach an verschiedenste Mess-, Steuer- und Regelgeräte adaptieren. Das Spannungsverhältnis wird von der Elektronik differentiell ausgewertet und in der Regel in ein normiertes Ausgangssignal (0...10 V, 4...20 mA, etc.) umgewandelt. LVDT-Sensoren haben innerhalb des angegebenen Messbereichs eine sehr gute Linearität. Versorgungsspannung - Ausgangsspannung: Für induktive Systeme mit externen Verstärkern ist eine Eingangsspannung von 10 VRMS von 500 Hz bis 5 kHz erforderlich. DC-DC-Typen sind normalerweise auf ±15 V oder 24 V DC festgelegt.

Verfügt jedoch beispielsweise ein potentiometrischer Wegaufnehmer über eine Gleichspannungsversorgung und eine Weiterverarbeitungselektronik für das Gleichspannungsmesssignal, so verfügt der induktive Wegaufnehmer über eine Gleichspannungselektronik, die Wechselspannungen in der Aufnehmerschaltung (Oszillator) erzeugen und wandeln kann ausgestattet sein. Rückführung des Messsignals auf eine Gleichspannung (Demodulator) wie schematisch in Skizze 2 dargestellt. Der Wegaufnehmer DG wird mit einer Gleichspannung von ±15 V oder 24 V, 0..5 V / ±5 V / 0..10 V / ±10 V / 0..20 mA / 4..20 mA versorgt . Als Messwert am Ausgang.