Sprieguma Sensors: Darbības Principa, Veidi & Shēma

Kas ir Sprieguma Sensors?

Sprieguma sensors ir senssors, kas tiek izmantots, lai aprēķinātu un monitorētu objekta spriegumu. Sprieguma sensors var noteikt AC vai DC sprieguma līmeni. Šī sensora ievade ir spriegums, savukārt izvade var būt pārslēdži, analogs sprieguma signāls, strāvas signāls vai dzirdamais signāls.

Sensors ir ierīces, kas var uztvert vai atpazīt un reaģēt uz noteiktiem elektriskiem vai optiskiem signāliem. Sprieguma sensors un strāvas sensors ir kļuvuši par labu izvēli konventionālajiem sprieguma un strāvas mērīšanas metožu aizstājējiem.

Šajā rakstā mēs apspriedīsim sprieguma sensoru detaļā. Sprieguma sensors var noteikt, monitorēt un mērīt piegādes spriegumu. Tas var mērīt gan AC, gan DC sprieguma līmeni. Sensora ievade ir spriegums, savukārt izvade var būt analogs sprieguma signāls, pārslēdži, dzirdamais signāls, analoģisks strāvas līmenis, frekvence vai pat frekvenči modulētā izvade.

Tātad, daži sprieguma sensori var nodrošināt sinusa vai impulsskrieņus kā izvadi, un citi var radīt amplitūdas modulāciju, impulsskrieņa platumas modulāciju vai frekvenči modulāciju izvadi.

Sprieguma sensoros mērījums balstās uz sprieguma dalītāju. Divas galvenās sprieguma sensoru veides ir: kapacitīva veida sprieguma sensors un reistīva veida sprieguma sensors.

Kapacitīva Veida Sprieguma Sensors

Mēs zinām, ka kondensators sastāv no diviem vedējiem (vai divām plāksnēm); starp šīm plāksnēm tiek noturēts nevedējs.

Šis nevedējošais materiāls tiek saukts par dielektriku. Ja AC spriegums tiek sniegts caur šīm plāksnēm, strāva sāks plūstēt, jo vai nu elektronu piesaistes vai atstarpes dēļ pretējā plāksnei.

Lauks starp plāksnēm izveidos pilnu AC tīklu bez jebkādas aparatūras savienojuma. Tā darbojas kondensators.

Nākamais, mēs apspriedīsim sprieguma sadalīšanu divos seriālās savienojumā esošajos kondensatoros. Parasti seriālos tīklos augsts spriegums attīstās komponentā ar augsto impedanci. Kondensatoru gadījumā kapacitance un impedancija (kapacitīva reakseja) vienmēr ir inversi proporcionālas.

Attiecība starp spriegumu un kapacitance ir

Q → Lādiņu daudzums (Kulonu)
C → Kapacitance (Faradi)
XC → Kapacitīva reakseja (Ohmi)
f → Frekvence (Hertzi)

No šīm divām attiecībām mēs varētu skaidri teikt, ka visaugstākais spriegums attīstīsies mazākajā kondensatorā. Kapacitīva veida sprieguma sensori darbojas, pamatojoties uz šo vienkāršo principu. Pieņemsim, ka mēs turam sensoru un novietojam to blakusdzīvajam vedējam.

Šeit mēs ievedam augstu impedanci saistīto sensora elementu seriālā kapacitīva savienojuma tīklā.

Pašlaik sensora gala daļa ir mazākais kondensators, kas savienots ar dzīvo spriegumu. Tātad, visu spriegumu attīstīsies sensora mērīšanas tīklā, kas var detektēt spriegumu, un gaismas vai signalizācijas indikators tiks ieslēgts—tā ir nepieciešamība pēc kontaktu nepieciešamiem sprieguma sensoriem, ko jūs lietojat mājās.

Reistīva Veida Sprieguma Sensors

Divas metodes pastāv, lai pārvērstu sensora elementa rezistenci spriegumā. Pirmā metode ir vienkāršākā, kas paredz sniegt spriegumu rezistora dalītāja tīklam, kas sastāv no sensora un referencējoša rezistora, kas ir attēlots zemāk.

Spriegums, kas attīstīts pa referencējošo rezistoru vai sensoru, tiek bufferēts un tad sniegts pastiprinātājam. Sensora izvades spriegumu var izteikt kā

Šī tīkla trūkums ir tāds, ka pastiprinātājs, kas klāt, pastiprinās veselu spriegumu, kas attīstīts pa sensoru. Tomēr labāk būtu pastiprināt tikai sprieguma maiņu, kas rodas no sensora rezistences maiņas, kas tiek sasniegta, izmantojot otru metodi, kas ievieš rezistences mostu, kā attēlots zemāk.

Šeit izvades spriegums ir

Ja R1 = R, tad izvades spriegums kļūst aptuveni