698 Shares 2694 views

Czujnik prądu: zasada działania i zakres

Wiele urządzeń pracujących w obwodach elektrycznych wymaga dokładnych pomiarów w czasie rzeczywistym. Wiele zależy od dokładności tych pomiarów: jakości procesów kontrolnych w obwodzie sterowania, niezawodnego działania ochrony, obliczania przy obliczaniu zużycia energii w instalacjach elektrycznych itp. Zwykle do takich pomiarów należy używać specjalnych urządzeń stanowiących część obwodu głównego. Na przykład obecny czujnik jest powszechnie stosowany w wielu urządzeniach. Może być realizowany na różnych elementach, w zależności od konkretnego projektu obwodu. Jedynie zasada jego działania pozostaje niezmieniona – zgodnie z wprowadzonym współczynnikiem, przekształca sygnał z transformatora pomiarowego lub innego urządzenia na sygnał napięciowy, który jest zgodny z resztą obwodu.

Jest obecny czujnik, który ma pracować w obwodach napięć zmiennych, a tym samym stałych. Jako przykład można rozważyć pracę każdego z nich. W przypadku napięcia zmiennego zwykle używany jest transformator prądu jako element pomiarowy . Jest to urządzenie bezkontaktowe, które monitoruje stan kontrolowanego obwodu mocy. Sygnał z niego przechodzi do czujnika prądu, którego celem jest skalowanie odbieranego sygnału z obwodem sterowania.

Sytuacja jest nieco inna, jeśli mamy do czynienia z stałym lub powoli zmieniającym się parametrem w czasie. Wyżej opisany transformator nie będzie działał w takim schemacie, ponieważ na jego wyjściu możemy uzyskać tylko dynamikę mierzonego parametru. Zwykle takie schematy używają specjalnego bocznika, z Zwiększona w stosunku do reszty obwodu elektrycznego przez opór. Jest on montowany bezpośrednio w linii. W tym przypadku usuwa się spadek napięcia w tej sekcji, który będzie przesyłany do czujnika DC. Ponieważ obwody wejściowe w takim obwodzie są w dużym potencjale, taki czujnik wykonuje kilka funkcji naraz. Rozdziela galwanicznie obwody zasilania i obwodów pomiarowych, jednocześnie skaluje odbierany sygnał.

Typowy schemat, na którym działa taki czujnik prądu, składa się z generatora impulsów wysokiej częstotliwości, przełącznika separującego i transformatora. Przychodzący sygnał pomiarowy jest konwertowany przy użyciu generatora i przełącznika separującego, zazwyczaj montowanego na tranzystorze polowym. Napięcie AC przekształcone w ten sposób jest przesyłane do transformatora izolacyjnego. Następnie filtr jest filtrowany i wzmacniany, w zależności od czynnika włączonego do projektu.

W tak zwanym czujniku prądu Halla wprowadzono nieco inną zasadę działania. Mierzy natężenie pola magnetycznego, które powstaje z powodu prądu przepływającego przez przewód i przekształca go w sygnał wyjściowy przez napięcie. Specyfika jego pracy polega na tym, że jest uniwersalna i może funkcjonować normalnie w dowolnych obwodach. Takie czujniki są kompaktowe i mają dobrą charakterystykę działania.