वोल्टेज सेंसर: कार्य सिद्धांत, प्रकार और सर्किट आरेख

वोल्टेज सेंसर क्या है

वोल्टेज सेंसर एक सेंसर है जिसका उपयोग किसी वस्तु में वोल्टेज की मात्रा की गणना और निगरानी करने के लिए किया जाता है। वोल्टेज सेंसर एसी वोल्टेज या डीसी वोल्टेज स्तर निर्धारित कर सकते हैं। इस सेंसर का इनपुट वोल्टेज होता है, जबकि आउटपुट स्विच, एनालॉग वोल्टेज सिग्नल, एक करंट सिग्नल, या एक ऑडिबल सिग्नल हो सकता है।

सेंसर ऐसे उपकरण हैं जो कुछ प्रकार के विद्युतीय या प्रकाशिक सिग्नलों को संवेदन करने या पहचानने और प्रतिक्रिया करने में सक्षम होते हैं। वोल्टेज सेंसर और करंट सेंसर तकनीकों के लागू करने से पारंपरिक करंट और वोल्टेज मापन विधियों के लिए एक उत्कृष्ट विकल्प बन गया है।

इस लेख में, हम वोल्टेज सेंसर के बारे में विस्तार से चर्चा कर सकते हैं। वोल्टेज सेंसर वोल्टेज की आपूर्ति को निर्धारित, निगरानी और माप सकता है। यह एसी स्तर और/या डीसी वोल्टेज स्तर माप सकता है। वोल्टेज सेंसर का इनपुट वोल्टेज ही होता है, और आउटपुट एनालॉग वोल्टेज सिग्नल, स्विच, ऑडिबल सिग्नल, एनालॉग करंट स्तर, फ्रीक्वेंसी, या फ्रीक्वेंसी मॉड्यूलेटेड आउटपुट हो सकता है।

यानी, कुछ वोल्टेज सेंसर साइन या पल्स ट्रेन के रूप में आउटपुट प्रदान कर सकते हैं, और अन्य अम्प्लिट्यूड मॉड्यूलेशन, पल्स विस्तार मॉड्यूलेशन, या फ्रीक्वेंसी मॉड्यूलेशन आउटपुट प्रदान कर सकते हैं।

वोल्टेज सेंसर में, मापन वोल्टेज डिवाइडर पर आधारित होता है। दो मुख्य प्रकार के वोल्टेज सेंसर उपलब्ध हैं: कैपेसिटिव प्रकार का वोल्टेज सेंसर और रेझिस्टिव प्रकार का वोल्टेज सेंसर।

कैपेसिटिव वोल्टेज सेंसर

हम जानते हैं कि एक कैपेसिटर दो चालक (या दो प्लेटों) से बना होता है; इन प्लेटों के बीच, एक गैर-चालक रखा जाता है।

उस गैर-चालक सामग्री को डायएलेक्ट्रिक कहा जाता है। जब इन प्लेटों पर एक एसी वोल्टेज दिया जाता है, तो वोल्टेज के कारण इलेक्ट्रॉनों के आकर्षण या प्रतिकर्षण के कारण विद्युत धारा शुरू होने लगती है।

प्लेटों के बीच का क्षेत्र बिना किसी हार्डवेयर कनेक्शन के एक पूर्ण एसी सर्किट बनाता है। यही कैपेसिटर का काम होता है।

अगला, हम श्रृंखला में दो कैपेसिटरों के बीच वोल्टेज विभाजन पर चर्चा कर सकते हैं। आम तौर पर, श्रृंखला सर्किट में, उच्च वोल्टेज उस घटक पर विकसित होता है जिसका उच्च इम्पीडेंस होता है। कैपेसिटरों के मामले में, कैपेसिटेंस और इम्पीडेंस (कैपेसिटिव रिएक्टेंस) हमेशा व्युत्क्रमानुपाती होते हैं।

वोल्टेज और कैपेसिटेंस के बीच संबंध है

Q → चार्ज (कूलॉम)
C → कैपेसिटेंस (फ़ाराड)
XC → कैपेसिटिव रिएक्टेंस (ओम)
f → फ्रीक्वेंसी (हर्ट्ज)

उपरोक्त दो संबंधों से, हम स्पष्ट रूप से कह सकते हैं कि सबसे छोटे कैपेसिटर पर सबसे अधिक वोल्टेज विकसित होगा। कैपेसिटर वोल्टेज सेंसर इस सरल सिद्धांत पर काम करते हैं। मान लीजिए हम सेंसर को पकड़ रहे हैं और फिर इसका टिप एक लाइव चालक के पास रख रहे हैं।

यहाँ, हम उच्च इम्पीडेंस वाले सेंसिंग तत्व को श्रृंखला कैपेसिटिव कप्लिंग सर्किट में डाल रहे हैं।

वर्तमान में, सेंसर का टिप लाइव वोल्टेज से कॉपल होने वाला सबसे छोटा कैपेसिटर है। इस प्रकार, पूरा वोल्टेज सेंसिंग सर्किट पर विकसित होगा, जो वोल्टेज का पता लगा सकता है, और लाइट या बजर इंडिकेटर चल जाएगा—यही घर पर उपयोग किए जाने वाले नॉन-कॉनटैक्ट वोल्टेज सेंसरों के पीछे का तथ्य है।

रेझिस्टिव वोल्टेज सेंसर

सेंसिंग तत्व के रिसिस्टेंस को वोल्टेज में परिवर्तित करने के दो तरीके हैं। पहला तरीका सबसे सरल है, जो एक वोल्टेज को सेंसर और एक संदर्भ रिसिस्टर