Сензор на напон: Принцип на работа, типови и дијаграм на кола

Што е сензор за напон

Сензорот за напон е сензор користен за пресметување и мониторинг на количината на напон во некој објект. Сензорите за напон можат да одредат нивоа на AC или DC напон. Улазот на овој сензор е напонот, додека излезот може да биде превклучувачи, аналоген сигнал на напон, токов сигнал или слушнев сигнал.

Сензорите се уреди кои можат да ги чувствуват или препознаваат и реагираат на одредени видови на електрични или оптички сигнали. Имплементацијата на сензор за напон и техники за сензори за ток станала одличен избор за конвенционалните методи за мерење на ток и напон.

Во овој чланак можеме да го разговараме детално за сензорот за напон. Сензорот за напон може да ги одредува, мониторира и мерува напонот. Може да мери ниво на AC и/или DC напон. Улазот во сензорот за напон е самата напонска вредност, а излезот може да биде аналоген сигнал на напон, превклучувачи, слушневи сигнали, аналогни нивоа на ток, фреквенции или чак фреквенцијски модулаторски излези.

Тоа значи дека некои сензори за напон можат да даваат синусни или импулсни поезии како излез, а други можат да произведуваат амплитудна модулација, широчина на импулсна модулација или фреквенцијска модулација.

При сензорите за напон, мерењето е засновано на делител на напон. Достапни се две главни типови на сензори за напон: капацитивен тип сензор за напон и резистивен тип сензор за напон.

Капацитивен сензор за напон

Знаеме дека капацитетот се состои од два проводника (или две плочи); меѓу овие плочи се држи не-проводник.

Овој не-проводнички материјал се нарекува диелектрик. Кога се доставува AC напон преку овие плочи, токот ќе почне да минува поради привлечување или одбијање на електроните преку напонот на спротивната плочка.

Пољето помеѓу плочите ќе создаде целосна AC кружница без хардверска поврзаност. Така работи капацитетот.

Сега можеме да го објасниме делителот на напон во два капацитети кои се во серија. Обично, во серијските кружници, висок напон ќе се развие преку компонентот со висок импеданс. Во случај на капацитети, капацитетот и импедансот (капацитивна реактивност) се секогаш инверзна пропорција.

Односот помеѓу напон и капацитет е

Q → Набор (Кулон)
C → Капацитет (Фарад)
XC → Капацитивна реактивност (Ω)
f → Фреквенција (Херц)

Од горните две релации, можеме да јасно кажеме дека највисокиот напон ќе се аккумулира на најмалиот капацитет. Сензорите за напон функционираат на основа на овој прост принцип. Претпоставиме дека го држиме сензорот и потоа го ставаме неговиот врх близу жив проводник.

Овде, вметнуваме елементот за чувствуване со висок импеданс во серијска капацитивна куплувања кружница.

Сега, врхот на сензорот е најмалиот капацитет куплетирани со жив напон. Значи, целосниот напон ќе се развива преку чувствувачката кружница, која може да го детектира напонот, и светлинскиот или звучниот индикатор ќе се вклучи—овој е принципот зад неконтактните сензори за напон што ги користите дома.

Резистивен сензор за напон

Постојат два начини за конверзија на отпорот на чувствувачкиот елемент во напон. Правиот е наједноставниот метод, кој е да се достави напон до делителот на резистори составен од сензор и референтен резистор, што е прикажано подолу.

Напонот кој се развива преку референтниот резистор или сензор е баферизиран и потоа доставен на амплификаторот. Излезниот напон на сензорот може да се изрази како

Недостатокот на оваа кружница е дека амплификаторот ќе амплифицира целосниот напон кој се развива преку сензорот. Меѓутоа, е подобро да се амплифицира само промената на напонот поради промената на отпорот на сензорот, што се постигува со вториот метод кој имплементира отпорна мост, како што е прикажано подолу.

Овде, излезниот напон е

Кога R1 = R, тогаш излезниот напон