Spanningssensoren:een gedetailleerde gids

Voortdurende technologische vooruitgang in signaaloverdracht, zowel elektrisch als optisch, vereist betere signaaldetectieapparatuur. Daarom vallen spanningssensoren in deze categorie.

Het zijn kleine, lichtgewicht, zeer nauwkeurige en milieuvriendelijke apparaten die van pas komen bij het bewaken van elektrische circuits. Daarom moeten geschikte spanningssensoren gevoelig zijn voor parameters die worden gemeten, ongevoelig voor de omgeving en niet knoeien met de parameters.

In het artikel van vandaag leren we over spanningssensoren, hun werking, typen en toepassingen.

Wat is een spanningssensor?

Fig 1:Stoomdruk- en elektrische spanningssensoren in het centrale controlepunt van een verwarmingsinstallatie

Een spanningssensor is een draadloos meetapparaat voor het detecteren, meten en communiceren van de spanning in apparaten. Het kan ook het niveau van een optisch signaal in circuits (een optische spanningssensor) detecteren en dienovereenkomstig reageren.

Spanningssensoren hebben spanning als ingangssignaal, terwijl het uitgangssignaal varieert met het ontwerp. Daarom kunnen uitgangen analoge spanningssignalen, schakelaars, stroomsignalen of hoorbare signalen zijn.

Bovendien is het nuttig voor onderhoudsteams om de aanwezigheid en niveaus van zowel gelijk- als wisselspanningen in circuits te detecteren. Ze bieden ook continue bewaking van cursussen om eventuele spanningsveranderingen te detecteren die kunnen wijzen op de aanwezigheid van een fout.

De toepassing van spanningssensortechnologie is verantwoordelijk voor het verbeteren van conventionele spanningsmeetmethoden.

Soorten spanningssensoren

Fig 2:Witte spanningssensor op een instrumentenpaneel

AC-sensoren

AC-spanningssensoren zijn nuttig in elektrische installaties en automatische besturing in elektrische energie- en telecommunicatiesystemen. We kunnen ze grofweg groeperen in driefasige en enkelfasige spanningssensoren of transducers.

Bovendien omvatten hun typische toepassingen load sensing, detectie van vermogensverlies en besturing van de stroomvraag. Bovendien kunt u AC-sensoren gebruiken voor veiligheidsschakelingen en het controleren van gevallen van motoroverbelasting.

DC-sensoren

Uit de naamgeving blijkt dat DC-spanningssensoren DC-spanningen in elektrische systemen detecteren en bewaken.

Ze zijn nuttig bij instrumentatie, automatiseringssystemen, foutdetectie, temperatuurregeling en stroomisolatie en -regeling.

Daarnaast omvatten andere toepassingen DC-bewaking op afstand en energieregeling in regelsystemen.

Gespecialiseerde sensoren

Gespecialiseerde spanningssensoren zijn spanningssensoren die specifieke doeleinden of nichetoepassingen in elektrische systemen dienen. Ze helpen bij toepassingsspecifieke besturingssystemen en kunnen deel uitmaken van een feedbackregelkring in elektromechanische systemen.

Voorbeelden zijn onder meer gespecialiseerde capacitieve sensoren, speciale luchtkwaliteitssensoren, autosensoren en gespecialiseerde druksensoren.

Sensoren van het resistieve type

Sensoren van het resistieve type omvatten een brug en spanningsdelercircuits.

Een brugcircuit is effectiever dan een serieweerstandsspanningsdeler omdat het alleen de weerstandsverandering van de sensor versterkt.

Fig 3:Schakelschema van een weerstandsbrug resistieve spanningssensor

We berekenen de uitgangsspanning met behulp van de onderstaande vergelijking.

Waar,

• A is de winst van instrumentatieversterker
• δ is de verandering in de weerstand van de sensor

Vergeet niet om de versterking hoog in te stellen, aangezien u een spanningsverandering versterkt die het gevolg is van een verandering in de weerstand van de sensor.

Sensor type condensator

Fig 4:condensatoren op een printplaat

In tegenstelling tot zijn tegenhanger van de resistieve sensor, gebruikt een sensor van het condensatortype twee condensatoren voor capacitieve koppeling. Laten we daarom, om capacitieve koppeling te begrijpen, kijken naar de werking van een condensator.

Een condensator heeft een niet-geleidend materiaal (diëlektricum) tussen twee geleidende platen. Als we een wisselspanning door de condensator laten gaan, zal er een wisselstroom door het diëlektricum stromen.

De stroom stroomt door als gevolg van afwisselende afstoting of aantrekking van elektronen door de tegenoverliggende platen. Daarom voltooit de stroom van ladingsdragers door het diëlektricum het circuit zonder een hardwareverbinding tussen de platen.

We zullen kijken naar de spanningsverdeling tussen de twee condensatoren in serie.

Fig 5:Schakelschema van een capacitieve spanningssensor

Onthoud uit de wet van Ohm dat de meest significante spanning zich ontwikkelt over de condensator met de grootste impedantie in seriecondensatoren.

• Xc → Capacitieve reactantie (Ω)
• f → Frequentie (Hertz)

En hoe kleiner de condensator, hoe groter de capacitieve impedantie.

Voor een sensor van het condensatortype bevindt de kleinere condensator zich aan de detectietip. Daarom plaatst u de tip (een punt met hoge impedantie) in een capacitieve serieschakeling bij het detecteren van een spanning.

Er ontstaat een hoge spanning over het detectiecircuit en een zoemer of licht gaat aan.

Functies en specificaties spanningssensormodule

Werkingsprincipe spanningssensor

Een spanningssensormodule is een spanningsbewakingsapparaat met een ingangsspanningsbereik van 0 tot 25 volt. Bovendien maakt het gebruik van een resistief spanningsdelercircuit om de ingangsspanning met een factor 5 te minimaliseren.

Het produceert dan een analoog signaal of een uitgangsspanning die overeenkomt met de step-downfactor van het ingangssignaal. In de meeste gevallen is het circuit klein en kan het onderspannings- en overspanningsfouten in elektrische systemen detecteren.

Het spanningscircuit bestaat uit een spanningsdelercircuit van twee serieweerstanden. Daarom vindt er bij het aanleggen van een ingangsspanning spanningsdeling plaats tussen de twee weerstanden.

Fig 6:Schakelschema van een resistieve spanningsdeler

De volgende vergelijking neemt een uitgangssignaalspanning van de tweede weerstand.

De uitgangsspanning is recht evenredig met de ingangsspanning en de verhouding van de serieweerstanden.

Voordeel van spanningssensoren

Toepassingen voor spanningssensoren

Hieronder staan ​​de belangrijkste toepassingen van spanningssensoren

AC-spanningssensoren

Regeling van de stroomvraag、Foutdetectie、Besturing van motoroverbelasting、In veiligheidsschakeltoepassingen、Belastingsdetectie

DC-spanningssensoren

Data-acquisitie、Gebouwcontrolesystemen (BCS)、Temperatuurregeling、Energiebeheersystemen (EMCS)、Foutdetectie、Besturing stroomvraag

Conclusie

Kortom, spanningssensoren zijn zeer cruciale componenten van elektrische circuits. Ze zijn van cruciaal belang in circuits met hoog vermogen en kleine PCB's in onze huiselektronica.

Neem contact met ons op als u meer wilt weten over spanningssensoren, hun accessoires of onderdelen wilt bestellen.