บทที่ 4 เรื่อง ทรานสดิวเซอร์ชนิดหม้อแปลงแสดงความแตกต่าง

บทที่ 4 เร่ือง ทรานสดวิ เซอร์ชนิดหม้อแปลงแสดงความแตกต่าง สาระสาคัญ ทรานสดิวเซอร์ชนิดหมอ้ แปลงแสดงความแตกตา่ ง เป็นอุปกรณ์เก่ียวขอ้ งกบั การทางานของ สนามแม่เหลก็ ไฟฟ้ า ดว้ ยการใชว้ ธิ ีแปลค่าการเคลื่อนไหวเชิงเส้นของอาร์เมเจอร์ไปเป็นแรงดนั ไฟสลบั ซ่ึง ไดส้ ัดส่วนอยา่ งเป็นเชิงเส้นกบั ตาแหน่งอาร์เมเจอร์ที่เกิดการเคล่ือนท่ีไป มกั ถูกเรียกวา่ หมอ้ แปลงแสดงความ แตกตา่ งเปล่ียนแปลงแบบเชิงเส้น หรือ LVDT ยอ่ มาจาก Linear Variable Differential Transformer เป็น อุปกรณ์ที่ไดถ้ ูกคน้ พบมานานหลายปี แลว้ แตย่ งั ทนั สมยั สาหรับการวดั คา่ หาตาแหน่ง เพราะใชง้ านไดง้ ่าย ใชไ้ ดด้ ีกบั ยา่ นอุณหภมู ิที่กวา้ ง มีความละเอียดในการทางานดี และมีความเช่ือถือไดส้ ูงใชเ้ ป็นเครื่องมือใน การวดั ค่าท่ีตอ้ งการความเป็นเชิงเส้น สาระการเรียนรู้ 1. รูปร่างลกั ษณะหมอ้ แปลงแสดงความแตกตา่ ง 2. การทางานของหมอ้ แปลงแสดงความแตกต่าง สมรรถนะประจาหน่วย 1. อธิบายรูปร่างลกั ษณะหมอ้ แปลงแสดงความแตกต่าง 2. อธิบายการทางานของหมอ้ แปลงแสดงความแตกต่าง ผลการเรียนรู้ 1. เพื่อใหม้ ีความรู้ความเขา้ ใจในรูปร่างลกั ษณะหมอ้ แปลงแสดงความแตกตา่ ง 2. เพื่อใหม้ ีความรู้ความเขา้ ใจในการทางานของหมอ้ แปลงแสดงความแตกต่าง จุดประสงค์การเรียนรู้ 1. อธิบายรูปร่างลกั ษณะหมอ้ แปลงแสดงความแตกต่าง 2. อธิบายการทางานของหมอ้ แปลงแสดงความแตกตา่ ง

1. รูปร่างลกั ษณะหม้อแปลงแสดงความแตกต่าง ทรานสดิวเซอร์ชนิดหมอ้ แปลงแสดงความแตกตา่ ง คือหมอ้ แปลงที่ใชก้ ารพนั ของขดลวดมาทางาน เป็นอุปกรณ์เก่ียวขอ้ งกบั การทางานของสนามแม่เหลก็ ไฟฟ้ า ดว้ ยการใชว้ ธิ ีแปลคา่ การเคลื่อนไหวเชิงเส้น ของอาร์เมเจอร์ชนิดสารเฟอร์โมแมกเนติกไปเป็นแรงดนั ไฟฟ้ ากระแสสลบั ซ่ึงไดส้ ดั ส่วนอยา่ งเป็นเชิงเส้น กบั ตาแหน่งอาร์เมเจอร์ท่ีเกิดการเคล่ือนที่ไปหมอ้ แปลงแสดงความแตกต่างน้ีรู้จกั กนั ในชื่อของหมอ้ แปลง แสดงความแตกตา่ งเปลี่ยนแปลงแบบเชิงเส้น หรือเรียกส้นั ๆ วา่ LVDT ยอ่ มาจาก Linear Variable Differential Transformer เป็นโครงสร้างท่ีสร้างดว้ ยขดลวดปฐมภมู ิ และขดลวดทุติยภมู ิพนั บนแกนอากาศ และบรรจุภายใจทอ่ โลหะซ่ึงเป็นตวั ป้ องกนั และมีอาร์เมเจอร์เคล่ือนไหวไดถ้ ูกแยกออกมา ช่วยในการ ควบคุมการเหน่ียวนาสนามแม่เหลก็ ไฟฟ้ าระหวา่ งกนั ระดบั ความแรงของแรงดนั ที่เกิดข้ึนเป็นสดั ส่วนตอ่ ตาแหน่งการเคล่ือนที่ของอาร์เมเจอร์ ขณะเดียวกนั เฟสของแรงดนั จะแสดงทิศทางของการเคลื่อนท่ีไปจาก ตาแหน่งอา้ งอิงท่ีศูนย์ รูปร่างทรานสดิวเซอร์ชนิดหมอ้ แปลงแสดงความแตกต่าง แสดงดงั รูป 4.1 รูปที่ 4.1 แสดงรูปร่างทรานสดิวเซอร์ชนิดหมอ้ แปลงแสดงความแตกต่าง ถึงแมว้ า่ LVDT เป็นอุปกรณ์ท่ีถูกคน้ พบมานานหลายปี แลว้ ก็ตาม แตก่ ย็ งั คงมีเทคโนโลยที ่ีทนั สมยั สาหรับการวดั หาค่าตาแหน่ง เพราะเป็นสิ่งที่ใชง้ านไดง้ ่ายใชง้ านไดก้ บั ยา่ นอุณหภมู ิที่กวา้ งมีความละเอียดใน การทางานดีและมีความน่าเชื่อถือสูง ใชเ้ ป็นเครื่องมือในการวดั ค่าท่ีตอ้ งการความแนเชิงเส้นไดด้ ี วดั คา่ ไดใ้ น ยา่ นท่ีกวา้ งมาก จากระยะทางเป็นไมครอนถึงประมาณ  50เซนติเมตรซ่ึงการใชง้ านจะไดผ้ ลนอ้ ยลงเมื่อ การวดั ค่ามีความยาวเพม่ิ มากข้ึนลกั ษณะโครงสร้างและสญั ลกั ษณ์ของ LVDT แสดงดงั รูป 4.2 จากรูป 4.2 แสดงโครงสร้างและสญั ลกั ษณ์ของทรานสดิวเซอร์ LVDT ในรูป (ก) เป็นโครงสร้าง ของ LVDT ประกอบดว้ ยขดลวดปฐมภมู ิ (Primary) จานวน 1 ขด และขดลวดทุติยภมู ิ (Secondary) จานวน 2 ขด พนั บนแกนท่ีเป็นฉนวนหรือแกนอากาศ ที่มีตอนกลางของแกนฉนวนเป็นท่อกลวงตลอดแนวแกน ขดลวดปฐมภมู ิเป็นขดป้ อนแรงดนั ไฟฟ้ ากระแสสลบั เขา้ เรียกวา่ ขดอินพตุ ขดลวดทุติยภูมิมี 2 ขดเป็นขด ป้ อนแรงดนั ไฟฟ้ ากระแสสลบั ออก เรียกวา่ ขดเอาตพ์ ุตแกนเคลื่อนที่( Core) หรืออาร์เมเจอร์เป็นแกนโลหะ สามารถเคลื่อนตวั เขา้ ไปในแกนกลางทอ่ ของ LVDT ไดท้ าหนา้ ที่เป็นตวั ปรับเปลี่ยนแรงดนั ไฟฟ้ า กระแสสลบั ท่ีส่งผา่ นจากอินพตุ ไปออกเอาตพ์ ตุ ใหม้ ีระดบั แรงดนั มากหรือนอ้ ย และมีเฟสเปล่ียนแปลงไป

ส่วนรูป (ข) เป็นสญั ลกั ษณ์ของ LVDT แสดงใหเ้ ห็นถึงตวั LVDT ซ่ึงประกอบดว้ ยขดลวดจานวน 3 ขด ขดลวดปฐมภมู ิมีขดเดียว ต่อแยกออกไปเพอ่ื ไวร้ ับแรงดนั อินพุตและขดลวดทุติยภูมิมี 2 ขดต่อร่วมกนั แบบอนุกรม มีเฟสสัญญาณไฟฟ้ ากระแสสลบั เหมือนกนั แกนเคลื่อนท่ีสามารถเคล่ือนตวั ไปมาระหวา่ ง ขดลวดท้งั สามขดได้ ทาใหข้ ดลวดทุติยภมู ิท้งั 2 ขด มีสนามแมเ่ หลก็ ชกั นาเกิดการเปลี่ยนแปลงไดแ้ รงดนั ออกเอาตพ์ ุตเปลี่ยนแปลงตามไปดว้ ย (ก) โครงสร้าง (ข) สัญลกั ษณ์ รูปท่ี 4.2 แสดงลกั ษณะโครงสร้างและสญั ลกั ษณ์ของ LVDT 2. การทางานของหม้อแปลงแสดงความแตกต่าง การนา LVDT ไปใชง้ านตอ้ งจ่ายแรงดนั ไฟฟ้ ากระแสสลบั ใหก้ บั ตวั LVDT ทางข้วั อินพตุ ขดลวด ปฐมภูมิและนาข้วั เอาตพ์ ุตขดลวดทุติยภูมิไปใชแ้ สดงผลการทางาน โดยแสดงค่าออกมาในรูปแรงดนั ไฟฟ้ า กระแสสลบั ที่มีคา่ แรงดนั แสดงออกมามีท้งั ขนาดแรงดนั และเฟสของแรงดนั เปล่ียนแปลงไปตามตาแหน่ง ของการเล่ือนแกนเคล่ือนท่ีหรืออาร์เมเจอร์เขา้ ออกจากตวั LVDT แต่ละตาแหน่งของแกนเคลื่อนที่ที่เคลื่อน

ตวั อยใู่ นแกนกลางทอ่ ของ LVDT มีผลตอ่ แรงดนั ไฟฟ้ ากระแสสลบั และเฟสของแรงดนั ไฟฟ้ ากระแสสลบั เปล่ียนแปลงไปตลอดเวลา การจา่ ยแรงดนั ให้ LVDT และแรงดนั ที่เกิดข้ึนแสดงดงั รูป 4.3 A P 0 Vin S1 S1 Vout P Vout 0 Vin B S2 Vout S2 0 t () () รูปที่ 4.3 แสดงการจ่ายแรงดนั ให้ LVDT และแรงดนั ท่ีเกิดข้ึน จากรูป 4.3 แสดงการจา่ ยแรงดนั ไฟฟ้ ากระแสสลบั ให้ LVDT ทางาน ขณะท่ีแกนเคลื่อนท่ีอยทู่ ี่ ตาแหน่งก่ึงกลางท่อแกนฉนวนของตวั LVDT รูปท่ี 4.3(ก) เป็นการตอ่ แหล่งจ่ายแรงดนั ไฟฟ้ ากระแสสลบั (Vin) ใหอ้ ินพุตของขดลวดปฐมภูมิ(P) เกิดการชกั นาสนามแม่เหล็กผา่ นแกนเคลื่อนที่ไปยงั เอาตพ์ ุตขดลวด ทุติยภมู ิ(S1,S2) ไดแ้ รงดนั ชกั นาออกมา(Vout) ส่วนรูปท่ี 3.4(ข) แสดงแรงดนั ไฟฟ้ ากระแสสลบั ที่จุดต่างๆ ของตวั LVDT แรงดนั ไฟฟ้ า กระแสสลบั ท่ีเกิดข้ึนกบั อินพตุ P จะมีเฟสเหมือนกบั แรงดนั ไฟฟ้ ากระแสสลบั ที่เอาตพ์ ุต S1 และมีเฟสตรง ขา้ มกบั แรงดนั ไฟฟ้ ากระแสสลบั ท่ีเอาตพ์ ุต S2 ในตาแหน่งท่ีแกนเคลื่อนท่ีอยทู่ ่ีตาแหน่งก่ึงกลางทอ่ แกน ฉนวน ระดบั ความแรงของแรงดนั ท่ีออกเอาตพ์ ุต S1 และออกเอาตพ์ ตุ S2 มีความแรงเท่ากนั และมีเฟสตรง ขา้ มกนั ผลรวมความแรงของแรงดนั จะหกั ลา้ งกนั หมดที่ตาแหน่งน้ี สามารถเขียนเป็นสมการแรงดนั ออก เอาตพ์ ตุ ไดเ้ ป็น V V V OUT S1 S2 เมื่อ V เป็นแรงดนั ออกเอาตพ์ ุต OUT V เป็นแรงดนั ตกคร่อมขดลวด S1 S1 V เป็นแรงดนั ตกคร่อมขดลวด S2 S2 การเคลื่อนที่ของแกนเคล่ือนท่ีไปตามท่อแกนฉนวนของตวั LVDT แตล่ ะตาแหน่งที่แกนเคล่ือนที่ ไปจะมีผลตอ่ การชกั นาสนามแมเ่ หลก็ ส่งผา่ นไปยงั ขดลวดทุติยภมู ิแต่ละขดเปลี่ยนแปลงไป มีผลทาใหค้ า่ แรงดนั ท่ีจ่ายออกเอาตพ์ ุตไปที่ขดลวด S1 และขดลวด S2 เกิดการเปลี่ยนแปลงไป ท้งั ความแรงและแรงดนั

และเฟสของแรงดนั ไฟฟ้ ากระแสสลบั ไดแ้ รงดนั ไฟฟ้ ากระแสสลบั ที่ตอ้ งการไปใชง้ าน ตาแหน่งการ เคล่ือนท่ีของแกนเคล่ือนท่ีมีผลต่อแรงดนั ไฟสลบั แสดงดงั รูปท่ี 4.4 V Vin Vout t S1 P S2 S1 P S2 S1 P S2 ( ) S1 () ( ) S2 รูปท่ี 4.4 แสดงตาแหน่งการเคลื่อนท่ีของแกนเคลื่อน ที่มีผลตอ่ แรงดนั ไฟฟ้ ากระแสสลบั ท่ีออกเอาตพ์ ุตของ LVDT จากรูป4.4 แสดงตาแหน่งการเคลื่อนที่ของแกนเคล่ือนที่ มีผลต่อแรงดนั ไฟฟ้ ากระแสสลบั ท่ีส่งออก เอาตพ์ ตุ ของ LVDT รูป 4.4 (ก) แกนเคล่ือนที่ถูกเล่ือนไปทางซา้ ยมือสุดไปอยดู่ า้ นขดลวด S1 มีผลให้ สนามแมเ่ หล็กจากขดลวดปฐมภูมิ(P) เหนี่ยวนาไปใหข้ ดลวดทุติยภมู ิ (S1) มาก ไดแ้ รงดนั ไฟฟ้ ากระแสสลบั ออกเอาตพ์ ตุ มาก และมีเฟสแรงดนั ไฟฟ้ ากระแสสลบั เหมือนกบั แรงดนั ไฟฟ้ ากระแสสลบั ป้ อนเขา้ ทางอินพุต รูป4.4(ข) แกนเคล่ือนที่ถูกเลื่อนไปอยกู่ ่ึงกลาง มีผลใหส้ นามแม่เหล็กจากขดลวดปฐมภมู ิ (P) เหนี่ยวนาไปใหข้ ดลวดทุติยภูมิ (S1,S2) มากเท่ากนั ไดแ้ รงดนั ไฟฟ้ ากระแสสลบั ออกเอาตพ์ ตุ มากเทา่ กนั แต่ เน่ืองจากมีเฟสแรงดนั ไฟฟ้ ากระแสสลบั ตรงขา้ มกนั จึงหกั ลา้ งกนั หมดไป ไมม่ ีแรงดนั ออกเอาตพ์ ุต และรูป 4.4(ค) แกนเคล่ือนที่ถูกเล่ือนไปทางขวามือสุด ไปอยดู่ า้ นขดลวด S2 มีผลใหส้ นามแมเ่ หลก็ จากขดลวดปฐมภมู ิ (P) เหน่ียวนาใหข้ ดลวดทุติยภูมิ (S2) มาก ไดแ้ รงดนั ไฟฟ้ ากระแสสลบั ออกเอาตพ์ ุตมาก แตม่ ีเฟสแรงดนั ไฟฟ้ ากระแสสลบั ตรงขา้ มกบั แรงดนั ไฟฟ้ ากระแสสลบั ท่ีป้ อนเขา้ มาทางอินพตุ เมื่อนาลกั ษณะการเคล่ือนท่ีของแกนเคล่ือนในตวั LVDT มาเขียนเป็นกราฟแสดงความสัมพนั ธ์ต่อ แรงดนั ไฟฟ้ ากระแสสลบั ที่ไดอ้ อกเอาตพ์ ตุ สามารถแสดงในรูป 4.5

Vout + - + 0 - S1 P S2 S1 P S2 S1 P S2 (ก) แสดงกราฟแรงดนั ไฟฟ้ ากระแสสลบั และเฟสท่ีเกิดข้ึนขณะปรับเปล่ียนแกนเคลื่อนท่ี Vout - + 0 S1 P S2 S1 P S2 S1 P S2 (ข) แสดงกราฟความสัมพนั ธ์ระหวา่ งแรงดนั ไฟฟ้ ากระแสสลบั กบั ตาแหน่งการเคล่ือนท่ีของแกนเคล่ือนที่ รูปที่ 4.5 แสดงกราฟแรงดนั ไฟฟ้ ากระแสสลบั เฟส และการเคลื่อนที่ของแกนเคลื่อนที่ท่ีเกิดจาก LVDT จากรูป 4.5 (ก) เป็นกราฟแรงดนั ไฟฟ้ ากระแสสลบั และเฟสท่ีเกิดข้ึนขณะปรับเปล่ียนแกนเคลื่อนที่ ไปในตวั LVDT ที่ตาแหน่งแกนเคลื่อนท่ีอยกู่ ่ึงกลางเป็นตาแหน่งสมดุลของแรงดนั ไฟฟ้ ากระแสสลบั คือ ตาแหน่งศูนยก์ ลางกราฟ ระดบั แรงดนั ไฟฟ้ ากระแสสลบั ส่งออกเอาตพ์ ุตเป็น 0V เมื่อปรับแกนเคล่ือนท่ีหนี จากศนู ยก์ ลางมา ระดบั แรงดนั ไฟฟ้ ากระแสสลบั และเฟสที่เกิดข้ึนเกิดการเปล่ียนแปลงไป เช่น ปรับแกน เคล่ือนท่ีไปทาง S1 เฟสแรงดนั ไฟฟ้ ากระแสสลบั เป็นลบ มีระดบั แรงดนั เปลี่ยนแปลงตามไปดว้ ยและเม่ือ ปรับแกนเคลื่อนที่ไปทาง S2 เฟสแรงดนั ไฟฟ้ ากระแสสลบั เป็นบวก มีระดบั แรงดนั เปล่ียนแปลงตามไปดว้ ย เช่นกนั

รูป 4.5(ข) แสดงกราฟความสมั พนั ธ์ระหวา่ งแรงดนั ไฟฟ้ ากระแสสลบั กบั ตาแหน่งการเคล่ือนท่ีของ แกนเคล่ือนที่ ที่ตาแหน่งแกนเคลื่อนท่ีอยกู่ ่ึงกลางเป็นตาแหน่งสมดุลของแรงดนั ไฟฟ้ ากระแสสลบั คือ ตาแหน่งศูนยก์ ลางกราฟ แรงดนั ไฟฟ้ ากระแสสลบั หกั ลา้ งกนั หมด เมื่อปรับแกนเคล่ือนที่หนีจากศูนยก์ ลาง มาทาใหร้ ะดบั แรงดนั ไฟฟ้ ากระแสสลบั ท่ีเกิดข้ึนในขดลวด S1 และ S2 มีระดบั แรงดนั ไฟฟ้ ากระแสสลบั และเฟสเปลี่ยนแปลง ถา้ แกนเคลื่อนที่ไปทางดา้ น S1 มากข้ึน แรงดนั ไฟฟ้ ากระแสสลบั ที่เกิดข้ึนในขดลวด S1 มีคา่ เพ่มิ ข้ึนแรงดนั ไฟฟ้ ากระแสสลบั ในขดลวด S2 มีค่าลดลง แรงดนั ไฟฟ้ ากระแสสลบั ที่เอาตพ์ ุตคือคา่ ผลต่างของคา่ แรงดนั ไฟฟ้ ากระแสสลบั ในขดลวด S1 และขดลวด S2 คา่ แรงดนั ไฟฟ้ ากระแสสลบั ที่เหลือ เป็นแรงดนั จากขดลวด S1 ในทานองเดียวกนั ถา้ แกนเคลื่อนที่เคลื่อนไปทางดา้ น S2 มากข้ึน แรงดนั ไฟฟ้ า กระแสสลบั ที่เกิดข้ึนในขดลวด S2 มีค่าเพมิ่ ข้ึน แรงดนั ไฟฟ้ ากระแสสลบั ในขดลวด S1 มีค่าลดลง แรงดนั ไฟฟ้ ากระแสสลบั ที่ออกเอาตพ์ ตุ คือค่าผลตา่ งของคา่ แรงดนั ไฟฟ้ ากระแสสลบั ในขดลวด S2 และ ขดลวด S1 คา่ แรงดนั ไฟฟ้ ากระแสสลบั ท่ีเหลือเป็นแรงดนั จากขดลวด S2 2.1 การประยกุ ตใ์ ชง้ าน LVDT การประยกุ ต์ LVDT ใหส้ ามารถตรวจจบั คา่ ความเหนี่ยวนาท่ีเปล่ียนไป และทางานในวงจร บริดจส์ มดุล เรียกอุปกรณ์น้ีวา่ LVRT ยอ่ มาจาก Linear Variable Reluctance Transducer จะมีลกั ษณะคลา้ ย กบั LVDT แต่จะมีส่วนที่แตกต่างกนั ตรง LVRT ไมม่ ีขดลวดปฐมภูมิ จึงไมเ่ ป็นหมอ้ แปลงเหมือนกบั LVDT ในการทางานของ LVRT น้นั เมื่ออยใู่ นสภาวะท่ีแกนอยทู่ ่ีตาแหน่งศูนย์ (Null Position) คา่ ความ เหนี่ยวนา ของขดลวดท้งั สองจะเทา่ กนั เม่ือแกนเกิดการเคล่ือนที่ คา่ ความเหนี่ยวนาของขดลวดหน่ึงจะเพิ่ม ส่วนอีกขดหน่ึงจะลดลง ลกั ษณะ LVRT แสดงดงั รูป 4.6 รูปที่ 4.6 แสดงลกั ษณะ LVRT การใชง้ าน LVRT ปกติจะใชใ้ นการวดั ระยะทาง หรือตรวจสอบการเคลื่อนที่เช่นเดียวกบั LVDT แต่ LVRT จะตรวจจบั ท่ีคา่ ความเหนี่ยวนาท่ีเปล่ียนไป การตอ่ ใชง้ านมกั ต่อ LVRT เขา้ กบั หมอ้ แปลง ในรูปแบบของวงจรบริดจส์ มดุล ดงั ในรูปท่ี 4.7 เมื่อค่าความเหน่ียวนา ในตวั LVRT เกิดการเปล่ียนแปลง ก็ จะทาใหบ้ ริดจไ์ ม่สมดุล ซ่ึงนนั่ หมายความวา่ เกิดการเคล่ือนที่ของวตั ถุแลว้ กจ็ ะมีการออกแบบเพ่ือกาหนด ความสมั พนั ธ์ของระยะทางท่ีเปลี่ยนไปกบั แรงดนั เอาต์พุตท่ีไดจ้ ากวงจรบริดจ์

รูปที่ 4.7 แสดงการต่อ LVRT เขา้ กบั หมอ้ แปลงในรูปแบบของวงจรบริดจ์ 2.2 ขอ้ ดีของ LVDT 1. ไมม่ ีการสัมผสั กนั ทางกายภาพระหวา่ งแกนเหลก็ ที่เคลื่อนที่ กบั โครงสร้างของคอยล์ จึงมี ความฝืดนอ้ ย 2. การที่ไม่เกิดความฝืด และไมส่ มั ผสั กนั ระหวา่ งข ดลวดกบั แกนเหลก็ ของ LVDT ทาใหเ้ กิด การชารุดนอ้ ย LVDT จึงมีอายกุ ารใชง้ านสูง 3. ระยะห่างของแกน LVDT และขดลวด อาจจะมีความดนั เกิดสนิม หรือมีของเหลวไหล ผา่ นได้ จึงตอ้ งมีการซิล(Sealed) ส่วนประกอบของคอยลแ์ ละจากดั การใชง้ านส่วนที่เคล่ือนท่ี ตวั อยา่ งการใชง้ านของ LVDT คือการวดั การเปล่ียนแปลงของระยะทาง การทดสอบการส่ันของ วสั ดุ การทดสอบแรงดึงบนไฟเบอร์หรือวสั ดุอื่นท่ีมีความยดื หยนุ่ สูง เป็นตน้ เนื่องจาก LVDT เป็นหมอ้ แปลงจึงแยกเอาตพ์ ตุ ท่ีกระตุน้ ทางดา้ นปฐมภูมิ และเอาตพ์ ตุ ดา้ นทุติยภมู ิออกจากกนั ทาให้ LVDT มีผลเป็น ระบบทางแอนะลอก คือเป็นอุปกรณ์ท่ีสามารถคานวณไดโ้ ดยไมต่ อ้ งใชต้ วั ขยายที่มีบฟั เฟอร์ นอกจากน้ี LVDT ยงั เป็นอุปกรณ์ท่ีสามารถแยกสญั ญาณกราวดท์ ี่ใชส้ าหรับการวดั และควบคุมได้

ใบงานที่ 4 เร่ือง ทรานสดวิ เซอร์ชนิดหม้อแปลงแสดงความแตกต่าง วตั ถุประสงค์ 1. อธิบายรูปร่างลกั ษณะหมอ้ แปลงแสดงความแตกตา่ ง 2. อธิบายการทางานของหมอ้ แปลงแสดงความแตกตา่ ง 3. ปฏิบตั ิต่ออุปกรณ์หมอ้ แปลงแสดงความแตกตา่ ง เครื่องมือและอุปกรณ์ 1. หมอ้ แปลงแสดงความแตกตา่ ง จานวน 1 ตวั 2. ฟังกช์ น่ั เจนเนอเรเตอร์ จานวน 1 ตวั 3. ออสซิลโลสโคป จานวน 5 ตวั 4. มลั ติมิเตอร์ จานวน 1 ตวั ข้นั ตอนการทดลอง 1. ตอ่ วงจรตามรูปที่ 1 A ch1 ch2 S1 P Vout Vin B S2 รูปท่ี 1 2. ปรับเคร่ืองกาเนิดคล่ืนไซน์(Vin) ใหม้ ีค่า 2V/1KHz ป้ อนเขา้ ขดลวดปฐมภมู ิ(P) ของ LVDT 3. ใชอ้ อสซิลโลสโคปชนิด 2 เส้นภาพวดั รูปสญั ญาณในวงจร โดย Ch1 เป็นสญั ญาณเอาตพ์ ตุ ท่ีจุด AB และ Ch2 วดั สญั ญาณอินพตุ ตามรูปที่ 1 4. ปรับแกนของ LVDT ตามทิศทางข้ึนลง สงั เกตการเปลี่ยนแปลงของรูปคลื่นสัญญาณใน ออสซิลโลสโคปและบนั ทึกผลลงในตารางบนั ทึกผลที่ 1

P Ep = 2V Vin 0 Vout EAB = AB 0 Vout EAB = AB 0 Vout 0 EAB = AB t ตารางบนั ทึกผลท่ี 1 5. การปรับแกนเคล่ือนที่ของ LVDT ในตาแหน่งต่างกนั จะเกิดผลอะไรข้ึนกบั สัญญาณที่วดั ได้ 6. สรุปผลการทดลอง

แบบฝึ กหัดบทที่ 4 เร่ือง ทรานสดิวเซอร์ชนิดหม้อแปลงแสดงความแตกต่าง ตอนที่ 1 จงเลือกคาตอบท่ีถูกตอ้ งเพียงคาตอบเดียว 1. ทรานสดิวเซอร์ชนิดหมอ้ แปลงแสดงความแตกตา่ ง คืออะไร ก. หมอ้ แปลงที่ใชก้ ารพนั ของขดลวดมาทางาน ข. เป็นอุปกรณ์เก่ียวขอ้ งกบั การทางานของสนามแม่เหลก็ ไฟฟ้ า ค. วธิ ีแปลคา่ การเคลื่อนไหวเชิงเส้นของอาร์เมเจอร์ไปเป็นแรงดนั ไฟฟ้ ากระแสสลบั ง. ถูกทุกขอ้ 2. LVDT ยอ่ มาจากอะไร ก. Linear Variable Differential Transformer ข. Linear Variable Differential Tool ค. Load Variable Differential Transformer ง. Linear Variable Distance Transformer 3. LVDT เรียกอีกอยา่ งวา่ อะไร ก. ทรานสดิวเซอร์ชนิดหมอ้ แปลงแสดงความแตกต่าง ข. ทรานสดิวเซอร์หมอ้ แปลงที่ใชก้ ารพนั ของขดลวด ค. ทรานสดิวเซอร์สนามแมเ่ หล็กไฟฟ้ า ง. ทรานสดิวเซอร์อาร์เมเจอร์ 4. LVDT ประกอบดว้ ย ก. ขดลวดปฐมภมู ิ 1 ขด และขดลวดทุติยภูมิ 2 ขด ข. ขดลวดปฐมภมู ิ 2 ขด และขดลวดทุติยภมู ิ 2 ขด ค. ขดลวดปฐมภมู ิ 1 ขด และขดลวดทุติยภูมิ 1 ขด ง. ไม่จากดั จานวน 5. ขอ้ ใดถูกตอ้ งท่ีสุด ก. V V V OUT S1 S2 ข. V  V V OUT S1 S2 ค. V  V /V OUT S1 S2 ง. V  V / 2V OUT S1 S 2 6. สัญญาณอินพุต(Vin) ไดจ้ ากขดลวดอะไร ก. ขดลวดปฐมภูมิ 1 ขด ข. ขดลวดทุติยภมู ิ 1 ขด ค. ขดลวดปฐมภูมิ 2 ขด ง. ขดลวดทุติยภูมิ 2 ขด

7. สญั ญาณเอาตพ์ ุต (Vout) ไดจ้ ากขดลวดอะไร ก. ขดลวดปฐมภมู ิ 1 ขด ข. ขดลวดทุติยภมู ิ 1 ขด ค. ขดลวดปฐมภมู ิ 2 ขด ง. ขดลวดทุติยภมู ิ 2 ขด จากรูปจงตอบคาถามขอ้ 8 – 10 P 0 A 0 Vout B 0 Vout t 8. สญั ญาณ P คือสัญญาณอะไร ก. สัญญาณอินพุต ข. สญั ญาณเอาตพ์ ุต ค. สญั ญาณความถี่ ง. สัญญาณ Out of Phase 9. สัญญาณ A และ B ไดจ้ ากขดลวดอะไร ก. ขดลวดปฐมภูมิ 1 ขด ข. ขดลวดทุติยภูมิ 1 ขด ค. ขดลวดปฐมภมู ิ 2 ขด ง. ขดลวดทุติยภูมิ 2 ขด 10. สญั ญาณ A และ B มีลกั ษณะเป็นอยา่ งไร ก. สัญญาณอินพุต ข. สญั ญาณเอาตพ์ ุต ค. สญั ญาณความถี่ ง. สัญญาณ Out of Phase

แบบฝึ กหดั บทท่ี 4 เรื่อง ทรานสดิวเซอร์ชนิดหม้อแปลงแสดงความแตกต่าง คาชี้แจง จงตอบคาถามโดยเติมคาในช่องวา่ งใหส้ มบรู ณ์ 1. จากรูปจงอธิบายลกั ษณะการทางาน Vout + - + 0 - S1 P S2 S1 P S2 S1 P S2 Vout - + 0 S1 P S2 S1 P S2 S1 P S2