انتخاب سنسورها و ترانسفورماتورهای جریان

انتخاب سنسور جریان مناسب نیازی به حدس و گمان ندارد

● برنامه های کاربردی

سنسورهای جریان جریان AC یا DC را در یک سیم یا مدار تشخیص می دهند. آنها می توانند برای تشخیص وضعیت جریان روشن/خاموش/پالس یا اندازه گیری مقدار جریان در سیم یا ردیابی استفاده شوند. این بحث به سنسورهای جریان AC محدود می شود.
سنسورهای جریان ایده آل از هیچ برقی برای تشخیص جریان در سیم یا ردیابی استفاده نمی کنند، اما سنسورهای جریان واقعی برای ارائه اطلاعات به مقداری از انرژی مدار نیاز دارند. سنسورهای جریان اغلب برای اندازه گیری و کنترل جریان بار در منابع تغذیه، مدارهای ایمنی و انواع مدارهای کنترلی استفاده می شوند. در کاربردهایی که کنترل جریان مورد نیاز است، مانند منابع تغذیه، تشخیص دقیق بزرگی جریان یک نیاز اساسی است.
در کاربردهای جریان پالسی یا در مواردی که فقط نیاز به تشخیص شرایطی مانند برخی مدارهای ایمنی است، مقدار دقیق جریان ممکن است مورد نیاز نباشد. در مدارهای ایمنی دیگر، جریان حس‌شده می‌تواند برای راه‌اندازی خاموش شدن زمانی که جریان از حد از پیش تعیین‌شده فراتر رود، استفاده شود.

● فناوری
با اندازه گیری افت ولتاژ در مقاومت می توان از یک مقاومت برای حس جریان استفاده کرد. طبق قانون اهم، جریان حس شده I=V/R. استفاده از یک مقاومت کم ارزش به صورت سری با جریان اندازه گیری شده، افت ولتاژ و تلفات ناشی از اتلاف را به حداقل می رساند. این ساده به نظر می رسد، اما از آنجایی که افت ولتاژ در چنین مقاومت کوچکی کم است، ممکن است برای تشخیص آن نیاز به تقویت ولتاژ باشد و پیچیدگی مدار بیشتری ایجاد کند. سنسورهای جریان شنت، کسر متناسب کوچکی از جریان حس‌شده را نمونه‌برداری می‌کنند. جریان از طریق یک مقاومت موازی عبور می کند و افت ولتاژ اندازه گیری می شود. همانند مقاومت سری، افت ولتاژ متناسب با جریان حس شده است. ترانسفورماتورهای حس جریان معمولاً برای سنجش جریان AC استفاده می شوند. این دستگاه‌های سنجش جریان ممکن است از یک سیم منفرد از مدار برای عمل به عنوان اصلی ترانسفورماتور استفاده کنند یا ممکن است سیم‌پیچ اولیه را در اختیار داشته باشند.

این ترانسفورماتورهای حس جریان AC جریانی را در ثانویه ایجاد می کنند که متناسب با جریان حس شده در اولیه است. جریان ثانویه به عنوان افت ولتاژ در مقاومت انتهایی (RT) اندازه گیری می شود. با استفاده از ترانسفورماتور جریان با نسبت دور پایین (pri/sec<<1), the current drawn through the terminating resistor is minimized. This also reduces the voltage produced across the terminating resistor, which may then require amplification if that output voltage is too low. Choice of transformer turns ratio and terminating resistor must balance the desire for low current draw against the need for sufficient output voltage.

انتخاب سنسور / ترانسفورماتور جریان AC انتخاب سنسور جریان مناسب به محدوده فرکانس و درجه جریان سنسور برای شرایط کاربردی شما نیاز دارد. نوع سنسور، نصب (نصب سطحی یا از طریق سوراخ)، نسبت چرخش و ابعاد کلی ملاحظات اضافی هستند. نوع حسگر می تواند "فقط حسگر" باشد، که در آن یک رسانای انتگرال برای برنامه به عنوان اصلی عمل می کند یا می تواند یک ترانسفورماتور جریان باشد که در آن اولیه گنجانده شده است.

جریان و فرکانس بدترین حالت، بالاترین چگالی شار را تعیین می کند که توسط سنسور یا ترانسفورماتور دیده می شود. بیش از 2000 گاوس برای اکثر سنسورهای جریان AC به این معنی است که خروجی در مقابل جریانی که حس می‌شود، غیرخطی می‌شود و ولتاژ خروجی دیگر کاملاً متناسب با جریان ورودی نیست. چرخش های ثانویه بالاتر به نگه داشتن چگالی شار زیر این حد کمک می کند. اگر اندازه سیم و اندازه سوراخ اجازه می دهد، برای سنسورهای جریان سیم از طریق سوراخ، نسبت چرخش را می توان با چرخاندن پیچ های اضافی به طور چشمگیری کاهش داد. این اجازه می دهد تا از ترانسفورماتور جریان ورودی بالاتر برای ارائه ولتاژ خروجی بالاتر در مقاومت پایانه استفاده شود.

این ابزار مقاومت نهایی مورد نیاز (RT) را بر اساس حداکثر جریان ورودی (Ipri)، تعداد چرخش‌های ثانویه (Nsec) و ولتاژ خروجی (Vout) بر اساس: RT=Nsec × Vout/Ipri (محاسبات) محاسبه می‌کند. بر اساس یک 1-نوبت اولیه.)
این ابزار همچنین حداکثر چگالی شار ثانویه را بر اساس ولتاژ خروجی (Vout)، چرخه کار، چرخش های ثانویه و فرکانس محاسبه می کند تا مطمئن شود که از 2000 گاوس تجاوز نمی کند.

● نتیجه گیری
انتخاب یک ترانسفورماتور حس جریان مناسب مستلزم آگاهی از حداکثر جریان حسی مورد انتظار، فرکانس و چرخه وظیفه جریان حس‌شده، و همچنین ولتاژ خروجی مورد نظر مطابق با حداکثر جریان حس‌شده مورد انتظار است.