Senzor napona: način rada vrste i dijagram strujne petlje

Šta je senzor napona

Senzor napona je uređaj koji se koristi za izračunavanje i praćenje količine napona u objektu. Senzori napona mogu odrediti nivo napajanja naizmjeničnim (AC) ili jednosmjernim (DC) naponom. Ulaz ovog senzora je napon, dok izlaz može biti prekidači, analogni naponski signal, strujni signal ili zvučni signal.

Senzori su uređaji koji mogu osetiti ili prepoznati i reagirati na određene vrste električnih ili optičkih signala. Implementacija senzora napona i tehnika senzora struje postala je odličan izbor za konvencionalne metode merenja struje i napona.

U ovom članku možemo detaljno razmotriti senzor napona. Senzor napona može odrediti, pratiti i meriti snabdevanje napajanjem. Može meriti nivo AC i/ili DC napona. Ulaz u senzor napona je sam napon, a izlaz može biti analogni naponski signali, prekidači, zvučni signali, analogni nivoi struje, frekvencija ili čak i frekvencijski modulirani izlazi.

To jest, neki senzori napona mogu dati sinusoide ili trenove impulsa kao izlaz, a drugi mogu proizvesti amplitudnu modulaciju, širinu impulsa modulaciju ili frekvencijsku modulaciju izlaza.

U senzorima napona, merenje se zasniva na naponskom deliocu. Dostupna su dva glavna tipa senzora napona: kapacitivni tip senzora napona i rezistivni tip senzora napona.

Kapacitivni senzor napona

Znamo da kondenzator sastoji se od dva vodilja (ili dvije ploče); između ovih ploča nalazi se nevodljivi materijal.

Taj nevodljivi materijal se naziva dielektrik. Kada se AC napon pruži preko ovih ploča, struja će početi da prolazi zbog privlačenja ili odbijanja elektrona preko napona suprotne ploče.

Polje između ploča stvorit će potpunu AC vezu bez bilo kakve hardverske veze. Tako funkcioniše kondenzator.

Dalje, možemo razmotriti deljenje napona u dva kondenzatora koji su u seriji. Ukoliko je u pitanju serijska vezana, visok napon će se razviti preko komponente sa visokim impedansom. U slučaju kondenzatora, kapacitet i impedans (kapacitivni reaktansi) su uvijek obrnuto proporcionalni.

Relacija između napona i kapaciteta je

Q → Naboј (Kulon)
C → Kapacitet (Farad)
XC → Kapacitivni reaktans (Ω)
f → Frekvencija (Herc)

Iz ovih dvije relacije jasno možemo zaključiti da će najviši napon nastati preko najmanjeg kondenzatora. Senzori napona bazirani na kondenzatorima rade na ovom jednostavnom principu. Pretpostavimo da držimo senzor i stavljamo njegov vrh blizu žive vodilje.

Ovdje ubacujemo element senziranja visokog impedansa u serijsku vezu kapacitivnog spajanja.

Trenutno, vrh senzora je najmanji kondenzator spojen na živi napon. Stoga će ceo napon nastati preko senzorne veze, koja može detektovati napon, a svetlosni ili buzinski indikator se upali—ovo je iza nekontaktnih senzora napona koje koristite kod kuće.

Rezistivni senzor napona

Postoje dva načina da se otpornost senzorske komponente pretvori u napon. Prvi je najjednostavniji, a to je da se napon pruži rezistoru dijelu sastavljenom od senzora i referentnog rezistora, što je prikazano ispod.

Napon koji nastane preko referentnog rezistora ili senzora je buferisan i zatim dat pojačivaču. Izlazni napon senzora može se izraziti kao

Manja strana ove veze je ta što pojačivač koji se nalazi u vezi pojačava sve napon