Spanningsensor: Werkprinsipe, Tipes & Skema van die Sirkuit
Wat is 'n Spanningsensor?
'n Spanningsensor is 'n sensor wat gebruik word om die hoeveelheid spanning in 'n voorwerp te bereken en moniteer. Spanningsensore kan die wisselstroom (AC) of gelykstroom (DC) spanningsvlak bepaal. Die inset van hierdie sensor is die spanning, terwyl die uitset skakels, analoë spanningsegnale, 'n stroomegnal, of 'n hoorbare egnal is.
Sensore is toestelle wat sekere tipes elektriese of optiese egnale kan opspoor of identifiseer en daarop reageer. Die implementering van 'n spanningsensor en stroomsensor tegnieke het 'n uitstekende keuse vir konvensionele stroom en spanning meetmetodes geword.
In hierdie artikel kan ons 'n spanningsensor in detail bespreek. 'n Spanningsensor kan die verskaffing van spanning bepaal, moniteer en meet. Dit kan die AC vlak en/of DC spanningvlak meet. Die inset vir die spanningsensor is die spanning self, en die uitset kan analoë spanningsegnale, skakels, hoorbare egnale, analoë stroomvlakke, frekwensie, of selfs frekwensiegemoduleerde uitsette wees.
Dit beteken dat sommige spanningsensore sinusgolwe of pulsgetreine as uitset kan lewer, en ander kan amplitudemodulasie, pulsbreedtemodulasie, of frekwensiemodulasie uitsette produseer.
By spanningsensore is die meting gebaseer op 'n spanningdeeler. Twee hooftipes spanningsensore is beskikbaar: kapasitiwe tipe spanningsensor en weerstandige tipe spanningsensor.
Kapasitiwe Spanningsensor
Ons weet dat 'n kondensator bestaan uit twee geleiders (of twee plaatjies); tussen hierdie plaatjies word 'n nie-geleider gehou.
Die nie-geleidende materiaal word dielektrika genoem. Wanneer 'n wisselspanning oor hierdie plaatjies gegee word, sal stroom begin vloei as gevolg van die aantrekking of afstoting van elektrone deur die teenoorgestelde plaat se spanning.
Die veld tussen die plaatjies sal 'n volledige wisselstroomskring sonder enige hardewareverbinding skep. Dit is hoe 'n kondensator werk.
Volgende kan ons die spanningverdeling in twee kondensators in reeks bespreek. Gewoonlik ontwikkel in reekssirkels hoë spanning oor die komponent met hoë impedansie. In die geval van kondensators is kapasiteit en impedansie (kapasitiwe reaksie) altyd omgekeerd eweredig.
Die verhouding tussen spanning en kapasiteit is
Q → Laai (Coulomb)
C → Kapasiteit (Farad)
XC → Kapasitiwe reaksie (Ω)
f → Frekwensie (Hertz)
Vanuit die bo-gebiede twee verhoudings, kan ons duidelik stel dat die hoogste spanning sal opeenhou oor die kleinste kondensator. Die kondensator-spanningsensore werk op grond van hierdie eenvoudige beginsel. Stel ons hou die sensor en plaas dan sy punt naby 'n lewendige geleier.
Hier inserteer ons die sensorelement met hoë impedansie in 'n reeks kapasitiwe koppelingssirkel.
Tans is die sensor se punt die kleinste kondensator gekoppel aan die lewendige spanning. Dus, sal die hele spanning oor die senningsirkel ontwikkel, wat spanning kan opspoor, en die lig of buzzer-indikator sal aan gaan—dit is agter die kontaklose spanningsensore wat jy by jou huis gebruik.
Weerstandige Spanningsensor
Daar is twee maniere om die weerstand van die sensorelement om te skakel na spanning. Die eerste een is die eenvoudigste metode, wat inhoud dat 'n spanning aan 'n weerstanddeelersirkel gegee word, wat bestaan uit 'n sensor en 'n verwysingsweerstand, soos hieronder aangedui.
Die spanning wat oor die verwysingsweerstand of sensor ontwikkel word, word gekoppel en dan aan die versterker gegee. Die sensor se uitsetspanning kan uitgedruk word as
Die nadeel van hierdie sirkel is dat die versterker aanwesig die hele spanning wat oor die sensor ontwikkel word, versterk. Dit is egter beter om net die spanningverandering as gevolg van die verandering in die sensor se weerstand te versterk, wat deur die tweede metode bereik word deur die weerstandsbrug, soos hieronder aangedui.
Hier is die uitsetspanning
Wanneer R1 = R, dan word die uitsetspanning ongeveer
A → Versterking van instrumentasieversterker
δ → Verandering in die weerstand van die sensor, wat analoog is aan 'n fisiese aksie
In hierdie vergelyking moet die versterking hoog ingestel word omdat slegs die spanningverandering as gevolg van die verandering in die sensor se weerstand ver
