LVDT – Trasformatore Differenziale Lineare Variabile
Oggi ti parlo di LVDT, abbreviazione di Linear Variable Differential Transformer. È un sensore molto usato per misurare spostamenti lineari con alta precisione. Ti spiego come funziona e dove puoi usarlo, così capisci bene il concetto.
Cos’è un LVDT?
Un LVDT è un trasformatore speciale che converte lo spostamento lineare in un segnale elettrico proporzionale. È composto da una bobina primaria e due bobine secondarie disposte in modo simmetrico, con un nucleo mobile ferromagnetico collegato all’oggetto che si vuole misurare.
Come funziona?
- La bobina primaria riceve una tensione alternata (AC) che genera un campo magnetico.
- Il nucleo mobile sposta il flusso magnetico in modo che le due bobine secondarie producano tensioni indotte.
- Queste tensioni nelle bobine secondarie sono differenziali, cioè si sottraggono tra loro.
- La differenza di tensione è proporzionale allo spostamento del nucleo, permettendo così di misurare la posizione lineare con grande precisione.
In pratica, se il nucleo è al centro, le due tensioni secondarie si bilanciano e il segnale differenziale è zero. Se si sposta da una parte, la tensione cambia in un verso, e se si sposta dall’altra parte, cambia in senso opposto. Questo ti permette di capire non solo quanto, ma anche in quale direzione si è mosso il nucleo.
Componenti principali di un LVDT
- Bobina primaria: alimentata da un segnale AC.
- Bobine secondarie: due bobine identiche collegate in opposizione per rilevare la differenza di tensione.
- Nucleo mobile: generalmente in ferro dolce, si muove all’interno della bobina e cambia il flusso magnetico.
- Custodia: protegge le bobine e il nucleo dall’ambiente esterno.
Esempio pratico per capire meglio
Immagina di dover misurare la corsa di un pistone in un cilindro pneumatico. Monti un LVDT collegato direttamente al pistone. Quando il pistone si muove avanti o indietro, sposta il nucleo dell’LVDT. La differenza di tensione che ottieni dal LVDT la puoi collegare a un microcontrollore o a un sistema di acquisizione dati. Così ottieni una misura precisa dello spostamento del pistone in tempo reale, senza contatti meccanici che potrebbero consumarsi o creare attrito.
Vantaggi dell’LVDT
- Alta precisione e risoluzione.
- Non ha parti di contatto elettrico, quindi nessun problema di usura.
- Risposta lineare quasi perfetta in tutto il range di misura.
- Buona resistenza a temperature estreme e ambienti difficili.
- Segnale AC facilmente filtrabile e trattabile.
Applicazioni comuni
- Automazione industriale per controllo posizione.
- Macchine utensili per misurazioni di precisione.
- Avionica per rilevamento di posizione componenti.
- Test materiali e macchine di misura coordinate (CMM).
Ora che sai come funziona e cosa può fare un LVDT, puoi capire perché è così apprezzato in ambito elettronico e meccanico. Puoi usarlo anche in esperimenti di laboratorio per misurare piccole variazioni di distanza, o in robotica per il controllo di posizioni precise. Quando ti serve una misura senza contatto e con alta affidabilità, è la scelta giusta.
Domani vedremo come integrare un LVDT con un microcontrollore e come convertire il segnale AC in una misura digitale che puoi usare nei tuoi progetti elettronici o di automazione. Sarà molto utile per capire come usare questo sensore in modo pratico e moderno.
