Universitas Sumatera Utara akan menghasilkan nilai tegangan induktansi magnetik GGL Induksi pada
output kumparan sekunder 1 dan 2.
Karakteristik output dari LVDT bervariasi dengan perbedaan posisi dari inti. Output Full range atau keluaran rangkaian penuh menghasilkan sinyal yang
besar, biasanya beberapa volt atau lebih. Perhatikan bahwa LVDT dapat beroperasi 100 di luar jangkauan penuh, tetapi dengan linearitas terdegradasi.
Karakteristik lain dari LVDT yakni besar dari tegangan keluaran diffrensial atau
out
E bervariasi dengan posisi inti. Nilai
out
E maksimal dari perpindahan inti pada
posisi nol tergantung pada amplitudo dari tegangan eksitasi primer dan faktor sensitif dari LVDT tertentu, yang biasanya beberapa volt RMS.
2.1.3 Prinsip kerja LVDT
Sebuah Linear Variable Diffrensial Transformator LVDT adalah perangkat yang biasa digunakan untuk mengukur perpindahan linier. Inti adalah batang baja
permeabilitas magnet yang tinggi, dan lebih kecil dengan diameter dari lubang internal perakitan kumparan, sehingga Anda dapat memasang batang dan
memastikan bahwa tidak ada kontak yang dibuat dengan perakitan koil. Dengan demikian batang dapat bergerak maju mundur tanpa gesekan.
Gambar 2.3 Bentuk LVDT
Ketika tegangan eksitasi AC diposisikan pada gulungan primer, tegangan induksi di setiap gulungan sekunder melalui inti magnetik. Posisi inti menentukan
seberapa kuat pasangan eksitasi sinyal untuk setiap gulungan sekunder. Ketika inti di tengah, tegangan dari masing-masing kumparan sekunder adalah sama dan 180
Universitas Sumatera Utara derajat diluar fase, sehingga tidak ada sinyal. Ketika inti bergerak ke sebelah kiri
dari posisi pusat tengah, kumparan primer lebih erat digabungkan ke kumparan sekunder kiri, menciptakan sinyal output dalam fase dengan sinyal eksitasi. Inti
bergerak dari sebelah kumparan primer ke kumparan sekunder yang tepat, membuat sinyal output 180 derajat berada diluar dari fase dengan tegangan
eksitasi.
Linear Variabel diferensial transformer LVDT dikenal untuk aplikasi
dalam pengukuran perpindahan. Prinsip kerja didasarkan pada transformator diferensial dengan kopling variabel antara kumparan primer dan sekunder.
Kopling magnetik antara kumparan primer dan kumparan sekunder tergantung pada jenis bahan magnetik dan pada posisi inti magnetik bergerak yang
berhubungan dengan kumparan sekunder. Kumparan primer menghasilkan arus bolak-balik. Kumparan sekunder dihubungkan secara seri untuk output keluaran
LVDT tegangan diferensial. Kumparan primer dan sekunder terbuat dari kawat tembaga. Pada prinsipnya, resolusi posisi LVDT hanya dibatasi oleh noise
elektronik.
Sensor perpindahan yang paling umum yang digunakan di industri adalah transformator diferensial variabel linear Linear Variable Diffrential Transformer
= LVDT , yang pada dasarnya adalah transformator dengan inti yang dapat bergerak
dan dua kumparan sekunder. Inti yang dapat bergerak dihubungkan dengan poros input . Primer diberi penguatan dengan sumber ac. Ketika inti
berada tepat pada pusat lokasi, amplitude tegangan yang diinduksi ke sekunder 1 adalah sama dengan tegangan yang diinduksi pada sekunder 2. Kumparan
sekunder tersebut dihubungkan seri berlawanan sehingga tegangan output akan nol pada titik tersebut. Apabila inti bergerak, berangkat dari pusat induktansi,
primer dan satu sekunder akan lebih besar dari yang lain, dan perbedaan tegangan akan terlihat diantara sekunder yang diseri.
Ketika kumparan primer terhubung dengan tegangan gelombang sinus Vin, tegangan ini menghasilkan arus pada gulungan primer LVDT, merupakan
Universitas Sumatera Utara fungsi dari impedansi masukan. Pada akhirnya, variabel arus ini menghasilkan
variabel fluks magnet yang disalurkan oleh inti permeabilitass tinggi feromagnetik, menginduksi tegangan sekunder gelombang sinus Va dan Vb.
Sementara gulungan sekunder dirancang sedemikian rupa sehingga amplitudo tegangan keluaran diffrensial Va-Vb sebanding dengan posisi inti, fase Va-Vb
mengacu pada tanggapan, yang disebut ”Phase Shift” mendekati 0 atau 180 derajat menetapkan arah yang jauh dari posisi nol. Zero disebut posisi nol,
didefenisiskan sebagai posisi inti di mana pergeseran fasa dari keluaran diffrensial Va-Vb adalah 90 derajat.
Gambar 2.4 Skema LVDT
Perbedaan output antara dua output sekunder Va-Vb ketika inti berada pada posisi nol disebut Tegangan Nol, seperti pergeseran fasa pada posisi nol
adalah 90 derajat, tegangan nol adalah kuadratur tegangan. Tegangan sisa ini lemah. Hal ini disebabkan sifat kompleks dari model listrik LVDT, yang meliputi
kapasitansi parasit dari gulungan. Kompleksitas ini juga menjelaskan mengapa pergeseran fasa Va-Vb tidak persis 0 atau 180 derajat ketika intinya berada pada
posisi nol.
Universitas Sumatera Utara
LVDT: prinsip-prinsip operasi konstruksi dan pengukuran
Eksitasi Primer
Keluaran diferensial Va-Vb Arah 1: In-fase
dengan eksitasi 0 derajat
Keluaran diferensial Va-Vb Arah 2: Out-of-fase
dengan eksitasi 180 derajat
Gambar 2.5 Bentuk gelombang LVDT
2.2 Operational Amplifier
