In questa sezione del nostro blog ProgettoSani ti portiamo informazioni su: Cos’è il sensore RVDT e a cosa serve.
Un trasformatore differenziale variabile rotante, o RVDT in breve, è a tipo di sensore elettrico induttivo che misura i movimenti di rotazione con un range di +/- 40°
Cos’è un sensore RVDT?
I trasformatori differenziali rotanti variabili sono un tipo di sensori di posizione angolare con una tensione di uscita proporzionale allo spostamento angolare di un insieme di rotori laminati accoppiati su un albero rotante in acciaio inossidabile. Quando l’albero gira, fa muovere il rotore, quindi più flusso viene diretto a uno degli avvolgimenti secondari dello statore, che aumenta la tensione e riduce il flusso nel secondario opposto.
La forma d’onda di uscita è sotto forma di una funzione sinusoidale. Ciò significa che una rotazione completa dell’albero equivale a uno o due cicli sinusoidali, a seconda che il design del sensore RVDT sia a ciclo singolo o doppio. Quando il ciclo è singolo il range lineare utilizzabile è di +/-80°, mentre per i cicli doppi il range lineare è di +/-40°.
Questo tipo di sensori angolari ha il vantaggio di fornire un MTBF più preciso rispetto a qualsiasi altro sensore angolare.
sensori senza attrito
Il trasformatori differenziali rotativi variabili misurano la posizione angolare in modo induttivo e senza attrito, proprio come gli LVDT. Nel caso dell’RVDT, il nucleo mobile è circolare e ruota attorno ad un avvolgimento, che varia il rapporto di trasformazione tra primario e secondario del trasformatore.
Ciò evita l’attrito e, di conseguenza, l’usura di questi sensori angolari induttivi RVDT. Questa caratteristica li rende adatti per applicazioni con molte operazioni ed è richiesto un corretto funzionamento a lungo termine del dispositivo.
Il segnale di uscita varia a seconda del modello e della versione di questi sensori, anche se si distinguono due tipi: quelli che integrano l’elettronica (AC) e quelli che non lo fanno (DC).
Gli RVDT CA sono utilizzati nelle applicazioni più tipiche mentre i CC, poiché non utilizzano l’elettronica, sono preferiti per le applicazioni in cui sono presenti temperature estreme.
Come funziona un sensore RVDT
I sensori RVDT sono costituiti da uno statore o bobina di lamiera e da un rotore o lamiera srotolata con due poli salienti; sebbene esistano alcuni modelli di sensori RVDT composti da due armature, ovvero: il rotore e lo statore, avvolti.
Per funzionare segue il principio del trasformatore secondo il quale si genera un avvolgimento primario nello statore (che è alimentato da una tensione alternata verso l’alto) e questo genera un campo magnetico alternato. Inoltre, sugli statori vengono prodotti due avvolgimenti secondari, che generalmente hanno tensioni indotte U1 e U2, a seconda di come è posizionato il rotore alfa.
A causa del loro design, questi sensori sono in grado di misurare solo in un percorso ristretto che di solito raggiunge solo 40º o un massimo di 60º in alcuni modelli più avanzati.
Oltre al consumo elettrico, all’alimentazione o al rapporto di trasformazione, il fattore che maggiormente influenza le prestazioni di un RVDT è la sua precisione angolare o linearità che spesso presenta un errore percentuale rispetto al fondo scala in cui l’ampiezza del campo angolare oscilla tra 78º e 80º. Al di sopra di 40º, il margine di errore è solitamente dello 0,5%
L’RVT o potenziometro induttivo è una variante dell’RVDT che ha un singolo avvolgimento secondario, che genera una tensione proporzionale all’angolo del rotore.
Applicazioni del sensore RVDT
I sensori RVDT hanno un campo di misura molto ristretto, motivo per cui sono utilizzati per misurare piccoli spostamenti angolari che non richiedono un’elevata precisione di misura.
Tuttavia, essendo sensori induttivi, gli RVDT lo sono Dispositivi robusti che si adattano ad ambienti difficili in termini di temperatura, radiazioni e altre condizioni estreme. A questo si aggiunge il fatto che il rotore di questi sensori non ha avvolgimento, quindi non necessita di un sistema raccogli spazzole che consuma la parte.
La lettura delle informazioni RVDT è garantita dalle due tensioni di uscita a somma costante, che permettono di verificarne il corretto funzionamento in modo semplice. Inoltre, data la semplicità di questi dispositivi, può essere raddoppiato o addirittura triplicato per una misurazione più accurata e ridondante quando si posizionano più RVDT sullo stesso asse per misurare lo stesso angolo.
Una delle applicazioni più classiche per RVDT è in l’aeronauticadove vengono utilizzati per calcolare la posizione di una valvola o controlli di volo.
Alternativa attuale a RVDT
Nonostante quanto sopra, gli RVDT presentano diversi svantaggi rispetto agli encoder induttivi. Ad esempio, gli RVDT sono formati da fili di avvolgimento che fungono da trasformatori, mentre gli encoder utilizzano circuiti stampati e non richiedono la generazione di segnali o componenti elettronici separati, rendendoli più piccoli e meno costosi. Oltre a includere il proprio alimentatore e un segnale digitale assoluto, questi encoder sono spesso anche più precisi dei sensori RVDT standard.
