Industrias
El impacto de la temperatura en los LVDT
Descubre cómo las variaciones en temperatura puede afectar el rendimiento y la selección de los sensores de posición LVDT.
Los sensores LVDT se han destacado como una herramienta confiable para determinar posición en diversas aplicaciones de laboratorio, industriales, militares y aeroespaciales. Los sensores de posición LVDT proporcionan mediciones de desplazamiento lineal con alta precisión, desde micropulgadas hasta dos pies y en un amplio rango de temperaturas. Si bien la estabilidad de salida de los sensores de posición lineales LVDT es apta para muchas aplicaciones, no es inmune a la variación de la temperatura. Los efectos de la temperatura pueden ser significativos en ciertas aplicaciones específicas, como en aeronaves, equipos submarinos y turbomaquinaria.
Señales de salida de corriente alterna vs. señales de salida de corriente continua
La temperatura nominal máxima de los sensores de posición LVDT accionados por corriente alterna es de 300 °F, ya que los dispositivos electrónicos pueden estar situados a distancia del sensor. Un LVDT accionado por corriente continua, que contiene dispositivos electrónicos dentro del cuerpo del sensor, está limitado por las propiedades de los materiales en el módulo electrónico de acondicionamiento de señal. Los LVDT de corriente continua funcionan a temperaturas tan bajas como -40 °F, si la temperatura permanece casi constante.
Tipos de materiales
El efecto de la variación de temperatura en las propiedades magnéticas del material del núcleo del LVDT es pequeño y tiene una influencia insignificante en el funcionamiento del transformador sobre el rango de temperatura nominal ordinario. Para contrarrestar los efectos del coeficiente de expansión térmica de los materiales de los LVDT, estos se diseñan para que se expandan simétricamente desde el centro hacia ambos extremos. Las nuevas técnicas y materiales de construcción también hacen posible el funcionamiento de los LVDT en entornos exigentes, como aquellos con temperaturas extremas, tanto altas como bajas.
Los LVDT personalizados pueden funcionar a temperaturas continuas de hasta 400 °F. Las temperaturas nominales altas se logran mediante el uso de materiales de construcción especiales para los sensores de posición lineal, como la soldadura especial de alto punto de fusión.
Temperatura ambiente
Las variaciones en la temperatura ambiente tienen un efecto predecible en el funcionamiento de un LVDT de corriente alterna y de corriente continua. Si bien el acondicionamiento de la señal ayuda a compensar los cambios de corriente primarios en el LVDT de corriente alterna, el LVDT de corriente continua no puede usar esta táctica debido a la limitación de espacio.
Expansión mecánica y propiedades eléctricas
Las variaciones de temperatura pueden afectar la señal de salida de un LVDT de maneras diferentes, por ejemplo, la expansión mecánica y los cambios en las propiedades eléctricas del LVDT. La expansión mecánica causa un movimiento relativo entre el núcleo del LVDT y los devanados del mismo. El efecto neto es una señal de movimiento del núcleo falsa que genera un error de desplazamiento nulo.
La temperatura también puede afectar las propiedades eléctricas del LVDT al modificar su corriente de entrada primaria o las propiedades magnéticas de los materiales del núcleo. Esto produce un cambio en el factor de escala o un error de desplazamiento en el intervalo de medida.
Estabilización de corriente primaria
Una fuente de excitación de corriente constante es una solución obvia, pero no siempre práctica, para contrarrestar los efectos de la temperatura. Si no se dispone de una fuente de alimentación de corriente constante, la corriente primaria puede estabilizarse un poco conectándole una resistencia externa en serie.
Resistencia inducida por la temperatura
Un aumento en la temperatura del transformador produce un aumento en la resistencia del alambre de cobre, que normalmente se usa para enrollar las bobinas primarias y secundarias. La consecuencia más directa de este aumento en la resistencia es un aumento en la impedancia primaria.
