Un transformador diferencial variable rotatorio, o abreviado como RVDT, es un tipo de sensor eléctrico inductivo que mide movimientos rotacionales con un rango de +/- 40°
¿Qué es un sensor RVDT?
Los transformadores diferenciales rotativos variables son un tipo de sensores de posición angular con una tensión de salida, la cual es proporcional al desplazamiento angular de un conjunto de rotores laminados que van acoplados sobre un eje giratorio de acero inoxidable. Cuando el eje gira, hace que se mueva el rotor y así un flujo mayor es dirigido a uno de los devanados secundarios del estator, lo cual aumenta la tensión y reduce el flujo en el secundario opuesto.
La onda de salida tiene la forma de una función sinusoidal. Esto quiere decir que una rotación completa del eje equivale a uno o dos ciclos de onda sinusoidal, según si el diseño del sensor RVDT es de ciclo único o de ciclo doble. Cuando el ciclo es individual, el rango lineal utilizable es de +/-80º, mientras que para los ciclos dobles, el rango lineal es de +/-40º.
Este tipo de sensores angulares tienen la ventaja de brindar un MTBF más preciso que cualquier otro sensor angular.
Sensores sin rozamiento
Los transformadores diferenciales rotativos variables miden la posición angular de manera inductiva y sin rozamiento, al igual que los LVDT. En el caso de lo RVDT, el núcleo móvil es circular y gira alrededor de un bobinado, lo que hace que la relación de transformación entre los bobinados primario y secundario del transformador vaya variando.
De esta forma se evita el rozamiento y, por consiguiente, el desgaste de estos sensores de ángulo inductivos RVDT. Esta característica los hace adecuados para aplicaciones de muchas operaciones y se necesita que el dispositivo funcione correctamente a largo plazo.
La señal de salida varía según el modelo y la versión de estos sensores, aunque destacan dos tipos: los que integran la electrónica (AC) y los que no la integran (DC).
Los RVDT AC son usados en las aplicaciones más típicas mientras que los DC, al no utilizar electrónica, se prefieren para aplicaciones donde haya temperaturas extremas.
Cómo funciona un sensor RVDT
Los sensores RVDT se componen de un estator o bobina de hojas y un rotor u hoja de hojas desenrolladas con dos polos salientes; aunque existen algunos modelos de sensores RVDT que se componen por dos inducidos, es decir: el rotor y el estator, enrollados.
Para funcionar, sigue el principio del transformador según el cual se genera un devanado primario en el estator (el cual es alimentado por un voltaje alterno up) y esto genera un campo magnético alterno. Además, en los estatores se producen dos devanados secundarios que, generalmente, tienen voltajes inducidos U1 y U2 según cómo esté posicionado el rotor alfa.
A causa de su diseño, estos sensores sólo son capaces de medir en un recorrido restringido que suele alcanzar apenas lo 40º o, como mucho, 60º en algunos modelos más avanzado.
Además del consumo eléctrico, la alimentación o la relación de transformación, el factor que más influye en el rendimiento de un RVDT es su precisión angular o linealidad la cual, frecuentemente, tiene un porcentaje de error relacionado con la escala completa en la que el ancho del rango angular oscila entre los 78º y 80º. Por encima de los 40º, el margen de error suele ser del 0,5%
El RVT o potenciómetro inductivo es una variante de los RVDT que posee un único devanado secundario, el cual genera un voltaje proporcional al ángulo del rotor.
Aplicaciones de los sensores RVDT
Los sensores RVDT tienen un rango de medición bastante acotado, por lo cual se usan para medir desplazamientos angulares cortos que no demandan una alta precisión de medición.
Sin embargo, al ser sensores inductivos, los RVDT son aparatos resistentes que se adaptan a entornos arduos en cuanto a temperatura, radiación y otras condiciones extremas. A esto se suma que el rotor de estos sensores no tiene devanado, por lo cual no requiere del sistema colector de escobillas que desgasta a la pieza.
La lectura de información de los RVDT está garantizada por las dos tensiones de salida con suma constante, lo que permite comprobar si funciona correctamente de manera sencilla. Además, dada la sencillez de estos aparatos, pueden duplicarse o incluso triplicarse para tener una medición más precisa y redundante al colocar varios RVDT en el mismo eje para medir un mismo ángulo.
Una de las aplicaciones más clásicas para los RVDT es en la aeronáutica, donde se los utiliza para calcular la posición de una válvula o de los controles de vuelo.
Alternativa actual a RVDT
No obstante lo dicho, los RVDT poseen varias desventajas si se los compara con los codificadores inductivos. Por ejemplo, los RVDT se componen con bobinados de alambre que sirven como transformadores, mientras que los codificadores usan placas de circuitos impresos y no requieren generar señales ni componentes electrónicos aparte, por lo cual resultan más pequeños y económicos. Además de incluir su propio suministro eléctrico y una señal digital absoluta, estos codificadores también suelen ser más precisos que los sensores RVDT comunes.
