Pengesan Voltan: Prinsip Kerja Jenis & Rajah Rangkaian

Apa Itu Sensor Voltan

Sensor voltan adalah sensor yang digunakan untuk mengira dan memantau jumlah voltan dalam objek. Sensor voltan boleh menentukan tahap voltan AC atau DC. Input sensor ini adalah voltan, manakala outputnya adalah switch, isyarat voltan analog, isyarat arus, atau isyarat bunyi.

Sensor adalah peranti yang boleh merasai atau mengenal pasti dan bertindak balas terhadap jenis-jenis isyarat elektrik atau optik tertentu. Pelaksanaan sensor voltan dan teknik sensor arus telah menjadi pilihan yang baik bagi kaedah pengukuran arus dan voltan konvensional.

Dalam artikel ini, kita akan membincangkan sensor voltan secara mendalam. Sensor voltan boleh menentukan, memantau, dan mengukur bekalan voltan. Ia boleh mengukur tahap voltan AC dan/atau DC. Input ke sensor voltan adalah voltan itu sendiri, dan outputnya boleh berupa isyarat voltan analog, switch, isyarat bunyi, tahap arus analog, frekuensi, atau bahkan output modulasi frekuensi.

Itu bermaksud, beberapa sensor voltan boleh memberikan sin atau rangkaian pulsa sebagai output, dan yang lain boleh menghasilkan modulasi amplitudo, modulasi lebar pulsa, atau output modulasi frekuensi.

Dalam sensor voltan, pengukuran berdasarkan pembahagian voltan. Dua jenis utama sensor voltan yang ada: sensor voltan jenis kapasitif dan sensor voltan jenis reaktif.

Sensor Voltan Jenis Kapasitif

Kita tahu bahawa kapasitor terdiri daripada dua konduktor (atau dua plat); di antara kedua-dua plat ini, sejenis bahan non-konduktor diletakkan.

Bahan non-konduktif tersebut dipanggil dielektrik. Apabila voltan AC disediakan di antara kedua-dua plat ini, arus akan mula berlalu disebabkan oleh tarikan atau tolakan elektron melalui voltan plat yang berlawanan.

Medan di antara plat-plat ini akan mencipta litar AC yang lengkap tanpa sambungan keras. Ini adalah cara kerja kapasitor.

Selanjutnya, kita boleh membincangkan pembahagian voltan dalam dua kapasitor yang bersiri. Biasanya, dalam litar siri, voltan tinggi akan berkembang di komponen dengan impedansi tinggi. Dalam kes kapasitor, kapasitans dan impedansi (reaktans kapasitif) sentiasa berbanding songsang.

Hubungan antara voltan dan kapasitans adalah

Q → Muatan (Coulomb)
C → Kapasitans (Farad)
XC → Reaktans kapasitif (Ω)
f → Frekuensi (Hertz)

Dari dua hubungan di atas, kita dapat menyatakan dengan jelas bahawa voltan tertinggi akan berkumpul di kapasitor terkecil. Sensor voltan kapasitor bekerja berdasarkan prinsip mudah ini. Bayangkan kita sedang memegang sensor dan kemudian meletakkannya dekat dengan konduktor hidup.

Di sini, kita memasukkan elemen pengecam impedansi tinggi ke dalam litar penghubung kapasitif bersiri.

Saat ini, ujung sensor adalah kapasitor terkecil yang dikopel dengan voltan hidup. Oleh itu, voltan keseluruhan akan berkembang di litar pengecam, yang boleh mendeteksi voltan, dan indikator cahaya atau buzzer akan hidup—ini adalah di belakang sensor voltan tanpa kontak yang anda gunakan di rumah.

Sensor Voltan Jenis Reaktif

Dua cara wujud untuk menukar rintangan elemen pengecam kepada voltan. Yang pertama adalah kaedah paling mudah, iaitu memberikan voltan ke litar pembahagi rintangan yang terdiri daripada sensor dan resistor rujukan, yang ditunjukkan di bawah.

Voltan yang berkembang di seluruh resistor rujukan atau sensor dibuffer dan kemudian diberikan kepada pemampan. Output voltan sensor boleh dinyatakan sebagai

Kekurangan litar ini adalah pemampan yang ada akan memampan voltan keseluruhan yang berkembang di sensor. Namun, lebih baik untuk hanya memampan perubahan voltan disebabkan oleh perubahan rintangan sensor, yang dicapai oleh kaedah kedua melalui jambatan rintangan, seperti yang ditunjukkan di bawah.

Di sini, voltan output adalah

Apabila R1 = R, maka voltan output menjadi kira-kira

A → Gandingan pemampan instrumen
δ → Perubahan rintangan sensor, yang setara dengan tindakan fizikal tertentu

Dalam persamaan ini, gandingan harus ditetapkan tinggi kerana hanya perubahan voltan disebabkan oleh perubahan rintangan sensor yang diperbesar.