Medição de Corrente Utilizando Sistemas DAQ de Tensão

A corrente é frequentemente medida diretamente usando um dispositivo de aquisição de dados (DAQ).

    Por outro lado, os dispositivos DAQ que medem tensão são geralmente mais facilmente acessíveis ao usuário.Este método requer a conversão da corrente em tensão para que o dispositivo DAQ de tensão possa ler o sinal.

Isso pode ser alcançado com um derivador elétrico, mas é necessário um sistema com alta impedância de entrada. Cálculos utilizando fórmulas estabelecidas também são necessários para determinar o derivador ideal a ser usado.

Impedância de Entrada

A impedância elétrica é uma medida da resistência de um circuito à corrente se uma tensão for conectada a ele.

A rede de impedância de entrada de uma rede de fonte inclui tanto

• Resistência estática e

• Resistência dinâmica.

A oposição elétrica é mais frequentemente reconhecida como reatância do que oposição estática.

Uma rede de carga é o componente de uma rede elétrica que utiliza eletricidade, enquanto uma rede de transmissão é a seção que transmite energia. A impedância de saída da rede de fonte e a impedância de entrada da rede de carga governam como a energia é transportada da fonte para a rede de carga.

A impedância é frequentemente usada para avaliar a eficiência elétrica de uma rede, que normalmente é a razão entre a potência útil de saída e tipicamente requer a segmentação da rede e a determinação da impedância de entrada e de saída entre os segmentos.

A eficiência é definida como a razão entre a impedância de entrada e a impedância total, ou seja, a soma da impedância de entrada e de saída.

Para circuitos CA, o componente de reatância da impedância frequentemente causa grandes perdas de potência. Devido a essas perdas, a corrente do circuito pode estar fora de fase com sua tensão.

Como a potência é uma combinação de tensão e corrente, a potência entregue no circuito é menor do que se a tensão estivesse em fase.

Circuitos CC não têm reatância e, portanto, não sofrem com isso.

Sistemas de Aquisição de Dados

DAQ refere-se ao método de amostragem de sinais elétricos, que são frequentemente usados para medir condições físicas.

• Sensores,

• Circuitos de condicionamento de sinal, e

• Um conversor analógico-digital para converter características físicas em um sinal analógico

estão entre os três componentes.

O circuito de condicionamento de sinal transforma sinais em valores digitais que podem ser transformados. Os valores digitais são subsequentemente convertidos por meio de um conversor analógico-digital. Os registradores de dados são o nome mais comum para sistemas DAQ autônomos.

Registradores de dados de baixa impedância de entrada normalmente têm uma impedância de entrada de cerca de 22kΩ. Com alta impedância de entrada, deve ter uma impedância de entrada mínima de 100 M, custo unitário.

Este tipo de registrador de dados também possui um conversor analógico-digital (aproximação sucessiva). Deve incluir ainda oito canais de extremidade única com A/D independentes nas entradas de tensão de 1V, 2V, 5V e 10V.

Derivador Elétrico

Um derivador elétrico é um instrumento que usa um caminho de baixa resistência para levar a eletricidade ao redor de um ponto do circuito.

Um amperímetro pode determinar uma corrente que é muito grande para ser medida diretamente, usando um dos muitos derivadores concebíveis para amperímetros.

Este tipo de resistência conhecida com precisão é relativamente mínima em comparação com a corrente do circuito de carga. Para passar por ela, o derivador é conectado em série com ela.

A queda de tensão (VD) através do derivador pode então ser medida conectando um voltímetro a qualquer extremidade do derivador. A resistência do derivador e essa queda de tensão podem então ser calculadas.

A queda de tensão na corrente máxima do derivador, que deve ser derrotada após o dispositivo ter operado por um período predeterminado de tempo, é o valor que distingue um derivador e é comumente 50 mV, 75 mV ou 100 mV.

Os derivadores frequentemente têm uma derrota para minutos de uso contínuo. A resistência de um derivador pode divergir de suas especificações, bem como de sua temperatura e deriva térmica. A 80 °C (176 °F), os derivadores frequentemente começam a sofrer deriva térmica e danos irreparáveis.

Cálculos

A fórmula padrão para determinar a corrente em um circuito é

I = V/R

Onde,

V – Tensão (V)

I – Corrente (Amps) e

R – Resistência (Ω)

Em um derivador, a resistência é igual à resistência nominal do dispositivo, e a tensão é igual à diferença de tensão entre os terminais de entrada Vin+ e Vin- do voltímetro.

Garantir que a queda de tensão permaneça dentro de um certo intervalo é o passo mais importante neste processo. Uma relação sinal-ruído adequada frequentemente requer uma perda mínima de vários volts.

Se a fonte de corrente estiver separada do terminal de terra, o ruído pode ser reduzido conectando um resistor de 1kΩ entre os terminais Vin- e terra.