Rotary Variable Differential Transformer (RVDT)는 회전 각도를 전기적인 신호로 변환하는 전자 변환기이다. 고정된 코어와 회전 가능한 코어(또는 로터)로 구성된 변압기 구조를 기본으로 하며, 회전 각도에 따라 유도 전압의 차이가 발생한다. 이러한 전압 차이를 정밀한 아날로그 신호(보통 전압 또는 전류)로 출력함으로써 각도 측정에 이용된다.
주요 특징
| 구분 | 내용 |
|---|---|
| 구조 | 고정 코일(주 코일)와 두 개의 보조 코일이 배치된 변압기 형태. 로터가 회전함에 따라 보조 코일에 유도되는 전압이 변함. |
| 동작 원리 | 로터가 회전하면 자속이 두 보조 코일에 비대칭적으로 분배되어, 두 코일 사이의 전압 차이가 회전 각도에 비례하게 된다. |
| 출력 | 일반적으로 선형적인 전압(예: ±10 V) 혹은 전류(예: 4‑20 mA) 형식으로 제공된다. |
| 정밀도 | 0.01° 이하의 해상도를 제공하는 모델도 존재한다. |
| 내구성 | 비접촉식 측정이므로 마모가 없으며, 강한 전자기 간섭에 비교적 강인하다. |
| 온도 보상 | 온도 변화에 따른 감도 변화를 보정하기 위한 보정 회로나 온도 보상 기능이 포함된 제품이 있다. |
활용 분야
- 항공우주: 항공기 제어면, 플랩, 러더 등의 정확한 위치 감시.
- 자동화 및 로보틱스: 로봇 관절, 서보 모터 피드백.
- 산업 설비: 원심 펌프, 밸브, 기계식 트랜스미션의 회전 각도 검출.
- 시험 및 측정 장비: 회전 시험기, 토크 및 회전 속도 측정 시스템.
- 군사·방위: 포탄 발사 각도, 레이더 안테나 방향 제어 등.
장점
- 비접촉식: 물리적 마모가 없고 긴 수명.
- 고정밀: 선형 출력과 높은 해상도로 정밀 제어 가능.
- 내환경성: 먼지, 오염, 진동에 대한 내성이 뛰어남.
- 전기적 안정성: 전원 공급 전압이 변동해도 출력 비례성을 유지하도록 설계 가능.
제한점
- 전원 요구: 외부 전원(보통 AC 또는 DC)을 필요로 함.
- 대형화: 높은 정밀도와 큰 토크를 요구하는 경우 장치 크기가 커질 수 있음.
- 주파수 제한: 고속 회전(수천 RPM 초과)에서는 위상 지연 및 감도 감소가 발생할 수 있다.
주요 표준 및 규격
- MIL‑STD‑1395: 군용 RVDT 성능 및 시험 방법 정의.
- IEC 60718: 전기적 특성 및 안전 요구사항.
- ISO 9001: 품질 관리 시스템 인증을 통한 제조 공정 관리.
요약
RVDT는 회전 각도를 비접촉식으로 고정밀 측정할 수 있는 변압기 기반 센서이며, 항공우주, 자동화, 산업 설비 등 다양한 분야에서 광범위하게 활용된다. 높은 내구성과 선형성을 제공하지만, 전원 공급 및 기구적 크기 등에 대한 설계 고려가 필요하다.
