Sensor posisi adalah jenis perangkat yang digunakan untuk memantau & mengukur perubahan posisi suatu objek di perangkat / mesin atau di sekitar tertentu & berubah menjadi sinyal yang sesuai untuk transmisi, pemrosesan, atau kontrol. Ada berbagai jenis sensor posisi yang tersedia di mana transduser perpindahan adalah salah satu jenis sensor posisi tertentu. Umumnya, sensor normal merasakan keberadaan objek sedangkan sensor perpindahan hanya mendeteksi perpindahan begitu objek bergerak dari satu lokasi ke lokasi lain. Jadi, jumlah deteksi perpindahan memungkinkan Anda untuk menentukan ketebalan & tinggi objek. Artikel ini membahas tentang ikhtisar a transduser perpindahan – bekerja dengan aplikasi.
Apa itu Transduser Perpindahan?
Transduser perpindahan adalah perangkat elektromekanis yang digunakan untuk mengubah gerakan suatu objek menjadi sinyal elektrostatik, elektromagnetik, atau magnetoelektrik yang dibaca & ditafsirkan menjadi data. Ada berbagai macam transduser perpindahan seperti linier & putar. Transduser ini juga membantu dalam mengukur jarak fisik antara sensor & target. Sebagian besar transduser perpindahan mengukur perpindahan statis & dinamis, sehingga sering digunakan untuk mengukur getaran suatu objek. Perpindahan terukur berkisar dari mikro inci hingga beberapa kaki.
Prinsip kerja transduser perpindahan didasarkan pada prinsip pengukuran induktif yang sangat andal. Transduser ini kasar, sangat mudah digunakan & dapat mencapai presisi tinggi. Transduser perpindahan memberikan hasil pengukuran yang andal di berbagai bidang produksi, penelitian & pengembangan.
Diagram Sirkuit Transduser Perpindahan
Transduser perpindahan yang digunakan pada rangkaian di bawah ini adalah transduser induktif. Sirkuit ini digunakan untuk mengukur perpindahan dengan transduser Induktif.
Pada rangkaian di atas, trafo mencakup belitan primer & dua belitan sekunder. Titik akhir dua belitan sekunder dihubungkan bersama sehingga, kita dapat menyatakan bahwa kedua belitan ini hanya terhubung dalam oposisi seri.
Tegangan 'VP' diterapkan pada belitan primer transformator, biarkan tegangan yang dikembangkan di setiap belitan sekunder menjadi 𝑉𝑆1 & 𝑉𝑆2. Jadi, tegangan keluaran 'V0' diterima melintasi titik pertama belitan sekunder. Sehingga tegangan keluaran dapat dituliskan sebagai V0 = VS1 – VS2. Trafo yang digunakan pada rangkaian di atas adalah trafo diferensial karena menghasilkan tegangan output daya, yang merupakan perbedaan antara VS1 & VS2.
Jika inti diposisikan pada titik pusat, maka tegangan induksi pada dua belitan S1 & S2 adalah ekuivalen. Jadi, tegangan keluaran V0 = 0. Dalam kondisi ini, kita katakan tidak ada perpindahan.
Jika inti dipindahkan di atas posisi pusat, maka ggl yang dihasilkan di dalam kumparan S1 lebih besar yaitu V1>V2.
Dengan cara yang sama, jika inti dipindahkan di bawah posisi pusat, maka ggl yang dihasilkan di dalam kumparan S2 lebih banyak yaitu, V2>V1.
Jadi dalam dua kasus ini, kita memiliki dua perpindahan ke atas & ke bawah. Dalam dua kasus ini, besarnya tegangan keluaran 'V0' akan sebanding dengan posisi inti relatif terhadap pusat.
Jadi, jika kita ingin mengukur perpindahan benda maka kita harus menghubungkan benda ke inti pusat. Oleh karena itu, begitu benda bergeser dalam garis lurus, maka titik tengah inti berubah, sehingga tegangan output daya seperti 'V0' juga bervariasi. Dalam kondisi ini, kita bisa mendapatkan perpindahan hanya dengan mengukur tegangan output daya. Jadi, fase dan besarnya tegangan keluaran menandakan perpindahan dan arah benda secara bersamaan.
Kalibrasi Transduser Pemindahan
Umumnya, kalibrasi transduser merupakan persyaratan penting untuk menjaga akurasi, keterulangan & keandalan hasil yang diperoleh dari sistem pengukuran. Transduser ini biasa digunakan dalam aplikasi akademik & industri. Jadi, mengkalibrasi mereka biasanya merupakan prosedur yang memakan waktu, namun dengan menggunakan alat kalibrasi, sangat mudah dengan memutar kenop & menekan tombol.
Sistem kalibrasi transduser perpindahan adalah solusi lengkap untuk mengkalibrasi transduser ini dengan perpindahan hingga 50,8mm dengan resolusi 13 mikron. Ini digunakan dengan sistem apa pun, meskipun dilengkapi dengan perangkat lunak khusus untuk memungkinkan kalibrasi yang cepat dan mudah setelah digunakan dengan sistem NI.
Jenis Transduser Pemindahan
Ada berbagai jenis transduser perpindahan yang tersedia yang juga dikenal sebagai sensor perpindahan seperti potensiometer, pengukur regangan, kapasitif, dan LVDT. Jadi masing-masing jenis dibahas di bawah ini.
Transduser Resistif
Transduser resistif juga disebut transduser resistansi variabel karena bekerja berdasarkan prinsip transduksi resistansi variabel. Transduser ini adalah salah satu transduser perpindahan yang paling sering digunakan, digunakan untuk mengukur besaran fisik yang berbeda seperti tekanan, perpindahan, gaya, suhu, dan getaran dan mengubahnya menjadi sinyal listrik.
Transduser Kapasitif
Transduser kapasitif adalah transduser pasif yang bekerja dengan menggunakan daya eksternal. Transduser ini terutama digunakan untuk mengukur tekanan, perpindahan, gerakan, gaya, kecepatan & parameter lainnya. Transduser ini bekerja berdasarkan prinsip kapasitansi variabel, sehingga kapasitansi transduser ini berubah karena berbagai alasan seperti konstanta dielektrik, tumpang tindih pelat, dan perubahan jarak antar pelat. Ini adalah tipe pasif di mana muatan yang sama & berlawanan dihasilkan pada pelat karena tegangan yang diberikan melintasi pelat kapasitor yang dipisahkan melalui bahan dielektrik.
Transformator Diferensial Variabel Linear
LVDT atau transformator diferensial variabel linier adalah salah satu jenis transduser perpindahan. Transduser ini mencakup tiga kumparan dengan jarak simetris di mana kumparan primer adalah kumparan tengah & dua kumparan lainnya adalah kumparan sekunder. Ini terutama terhubung secara seri & diposisikan sama sehubungan dengan koil utama. Silakan merujuk ke tautan ini untuk mengetahui lebih banyak tentang – LVDT .
Transduser Induktif
Transduser induktif adalah salah satu jenis transduser perpindahan yang bekerja berdasarkan prinsip transduksi atau induksi elektromagnetik. Untuk mengukur besaran fisis yang diperlukan seperti gaya, perpindahan, kecepatan, tekanan, percepatan, torsi, s mutual atau self-inductance divariasikan. Contoh terbaik transduser ini adalah LVDT. Silakan lihat ini ke tautan ini untuk mengetahui lebih banyak tentang transduser induktif .
Pengukur Regangan
Transduser perpindahan pengukur regangan digunakan untuk mengubah kuantitas fisik seperti tekanan, perpindahan, atau beban menjadi regangan mekanis, dan regangan mekanis ini diubah menjadi output daya listrik dengan pengukur regangan terpasang pada bodi elastis. Transduser perpindahan pengukur regangan terutama digunakan untuk mengukur perpindahan dalam kisaran 0 hingga 10 mm. Transduser ini memiliki panjang tubuh yang pendek dibandingkan dengan LVDT & bebas dari efek elektromagnetik. Transduser pengukur regangan ini memiliki kinerja yang sangat stabil & andal. Silakan lihat ini ke tautan ini untuk mengetahui lebih banyak tentang pengukur regangan .
Keuntungan dan kerugian
Keuntungan transduser perpindahan dibahas di bawah ini.
- Transduser perpindahan memiliki linearitas yang sangat baik.
- Mereka memiliki akurasi yang sangat tinggi.
- Mereka memiliki resolusi luar biasa hingga 0,01 µm.
- Ini toleran terhadap medan magnet tinggi, lingkungan radioaktif & rentang suhu yang luas.
- Mereka memiliki desain yang kuat dan stabilitas yang sangat baik.
- Transduser ini dapat dipasang ke segala arah.
- Konsumsi daya LVDT rendah.
- Ini sangat sensitif & sangat mudah untuk disejajarkan & dipelihara.
- Transduser ini memiliki kerugian histeresis yang rendah.
- Rentang pengukuran lebih tinggi.
- Transduser ini adalah perangkat tanpa gesekan.
Kerugian transduser perpindahan dibahas di bawah ini.
- Transduser perpindahan membutuhkan perpindahan yang sangat tinggi untuk menghasilkan tegangan tinggi.
- Perlu pelindung karena sangat responsif terhadap medan magnet.
- Kinerja transduser dapat dipengaruhi oleh getaran serta perubahan suhu.
- Perlu demodulator eksternal untuk mendapatkan output DC.
- Respon dinamis dari transduser ini terbatas.
Aplikasi
Aplikasi transduser perpindahan meliputi yang berikut ini.
- Transduser perpindahan digunakan untuk mengukur gerakan relatif antara ujung sensor & poros yang berputar.
- Ini digunakan dalam mesin yang kaku di mana pun getaran yang sangat kecil dari poros ke casing mesin ditransmisikan.
- Ini digunakan di sektor industri & bahkan di sektor publik seperti otomatisasi mesin, ruang angkasa & pesawat terbang, turbin listrik, hidrolika, dll.
- LVDT digunakan untuk mengukur perpindahan yang berkisar dari mm hingga cm.
- Ini digunakan dalam mesin CNC untuk pengukuran perpindahan.
- Ini digunakan untuk ketebalan & pengukuran lembaran logam yang digulung.
- Ini digunakan dalam saluran untuk pengukuran ketegangan.
- Transduser perpindahan RVDT digunakan dalam sistem kontrol penerbangan.
- Jenis potensiometer digunakan untuk mengukur gaya, percepatan & tekanan.
Jadi, ini adalah gambaran dari perpindahan transduser - bekerja dengan aplikasi. Jika suatu benda berpindah dari satu posisi ke posisi lain dalam suatu garis lurus, maka panjang antara kedua posisi tersebut disebut perpindahan. Perpindahan adalah kuantitas fisik seperti kecepatan, suhu, gaya, dll.
Jadi transduser perpindahan digunakan untuk mengubah getaran/gerakan mekanis, khususnya gerakan bujursangkar menjadi sinyal listrik, arus listrik, atau tegangan yang dapat diubah. Contoh transduser perpindahan adalah; displacement & bending strains mengukur pengukuran displacement normal, mengukur retakan dalam beton, dan girder bend. Berikut adalah pertanyaan untuk Anda, apa fungsi transduser?
