Kontinuierlicher technologischer Fortschritt in der Signalübertragung, ob elektrisch oder optisch, erfordert bessere Signalerfassungsgeräte. Daher fallen Spannungssensoren in diese Kategorie.
Sie sind kleine, leichte, hochpräzise und umweltfreundliche Geräte, die sich bei der Überwachung von Stromkreisen als nützlich erweisen. Daher sollten geeignete Spannungssensoren empfindlich gegenüber den zu messenden Parametern und unempfindlich gegenüber der Umgebung sein und die Parameter nicht manipulieren.
Im heutigen Artikel erfahren sie mehr über Spannungssensoren, ihre Funktionsweise, Typen und Anwendungen.
Was ist ein Spannungssensor?
Abb. 1: Dampfdruck- und elektrische Spannungssensoren in der zentralen Leitstelle eines Heizwerks
Ein Spannungssensor ist ein drahtloses Sensorgerät zum Erkennen, Messen und Kommunizieren der Spannung in Geräten. Außerdem kann es den Pegel eines optischen Signals in Schaltkreisen (ein optischer Spannungssensor) erkennen und entsprechend reagieren.
Spannungssensoren haben Spannung als Eingangssignale, während das Ausgangssignal mit seinem Design variiert. Daher können Ausgänge analoge Spannungssignale, Schalter, Stromsignale oder akustische Signale sein.
Darüber hinaus ist es für Wartungsteams hilfreich, das Vorhandensein und den Pegel von Gleich- und Wechselspannungen in Stromkreisen zu erkennen. Außerdem bieten sie eine kontinuierliche Überwachung der Kurse, um Spannungsänderungen zu erkennen, die auf das Vorhandensein eines Fehlers hinweisen können.
Die Einführung der Spannungssensorik ist für die Verbesserung herkömmlicher Spannungsmessmethoden verantwortlich.
Arten von Spannungssensoren
Abb. 2: Weißer Spannungssensor an einem Instrumentierungspanel
AC-Sensoren
Wechselspannungssensoren sind hilfreich in elektrischen Installationen und der automatischen Steuerung in elektrischen Strom- und Telekommunikationssystemen. Wir können sie grob in dreiphasige und einphasige Spannungssensoren oder -wandler gruppieren.
Darüber hinaus umfassen ihre typischen Anwendungen Die Lasterfassung, die Erkennung von Leistungsverlusten und die Steuerung des Leistungsbedarfs. Darüber hinaus können Sie AC-Sensoren zum Sicherheitsschalten und Steuern von Motorüberlastungen verwenden.
Spannungssensoren:DC-Sensoren
Aus der Benennung heraus erkennen und überwachen Gleichspannungssensoren Gleichspannungen in elektrischen Systemen.
Sie sind hilfreich bei der Instrumentierung, Automatisierungssystemen, Fehlererkennung, Temperaturregelung sowie Leistungsisolierung und -steuerung.
Darüber hinaus umfassen andere Anwendungen die DC-Fernüberwachung und die Energiesteuerung in Steuerungssystemen.
Spannungssensoren:Spezialisierte Sensoren
Spezialisierte Spannungssensoren sind Spannungssensoren, die bestimmten Zwecken oder Nischenanwendungen in elektrischen Systemen dienen. Sie unterstützen anwendungsspezifische Steuerungssysteme und können Teil eines Feedback-Regelkreises in elektromechanischen Systemen sein.
Beispiele hierfür sind spezielle kapazitive Sensoren, spezielle Luftqualitätssensoren, Automobilsensoren und spezialisierte Drucksensoren.
Resistive Sensoren
Resistive Sensoren bestehen aus einer Brücke und Spannungsteilerschaltungen.
Eine Brückenschaltung ist effektiver als ein Serienwiderstandsspannungsteiler, da sie nur die Widerstandsänderung des Sensors verstärkt.
Abb. 3: Schaltplan eines Widerstandsbrücken-Widerstandsspannungssensors
Wir berechnen die Ausgangsspannung anhand der folgenden Gleichung.
Wo
Denken Sie daran, die Verstärkung hoch einzustellen, da Sie eine Spannungsänderung verstärken, die sich aus einer Änderung des Widerstands des Sensors ergibt.
Spannungssensoren:Sensor vom Typ Kondensator
Abb. 4: Kondensatoren auf einer Leiterplatte
Im Gegensatz zu seinem resistiven Sensorgegenstück verwendet ein Kondensatorsensor zwei Kondensatoren für die kapazitive Kopplung. Um die kapazitive Kopplung zu verstehen, schauen wir uns daher die Funktionsweise eines Kondensators an.
Ein Kondensator hat ein nichtleitendes Material (Dielektrikum) zwischen zwei leitenden Platten. Wenn wir eine Wechselspannung durch den Kondensator leiten, fließt ein Wechselstrom durch das Dielektrikum.
Der Strom fließt durch abwechselnde Abstoßung oder Anziehung von Elektronen durch die gegenüberliegenden Platten. Daher vervollständigt der Fluss der Ladungsträger durch das Dielektrikum den Stromkreis ohne eine Hardwareverbindung zwischen den Platten.
Wir werden die Spannungsverteilung zwischen den beiden Kondensatoren in Reihe betrachten.
Abb. 5: Schaltplan eines kapazitiven Spannungssensors
Denken Sie an das Ohmsche Gesetz, dass sich die bedeutendste Spannung über den Kondensator mit der größten Impedanz in Reihenkondensatoren entwickelt.
Und je kleiner der Kondensator, desto größer die kapazitive Impedanz.
Bei einem Kondensatorsensor befindet sich der kleinere Kondensator an der Sensorspitze. Daher platzieren Sie die Spitze (einen hochohmigen Punkt) in einer kapazitiven Live-Reihenschaltung, wenn Sie eine Spannung erfassen.
Über den Schaltkreis entwickelt sich eine große Spannung, und ein Summer oder Licht geht an.
Merkmale und Spezifikationen des Spannungssensormoduls
Spannungssensoren:Funktionsprinzip des Spannungssensors
Ein Spannungssensormodul ist ein Spannungsüberwachungsgerät mit einem Eingangsspannungsbereich von 0 bis 25 Volt. Darüber hinaus verwendet es eine resistive Spannungsteilerschaltung, um die Eingangsspannung um den Faktor 5 zu minimieren.
Es erzeugt dann einen analogen Signal- oder Spannungsausgang, der dem Abwärtsfaktor des Eingangssignals entspricht. In den meisten Fällen ist seine Schaltung verkleinert und kann Unterspannungs- und Überspannungsfehler in elektrischen Systemen erkennen.
Die Spannungsschaltung besteht aus einer Spannungsteilerschaltung aus zwei Vorwiderstandsreihen. Daher erfolgt beim Anlegen einer Eingangsspannung eine Spannungsteilung zwischen den beiden Widerständen.
Abb. 6: Schaltplan eines resistiven Spannungsteilers
Die folgende Gleichung nimmt eine Ausgangssignalspannung aus dem zweiten Widerstand.
Die Ausgangsspannung ist direkt proportional zur Eingangsspannung und zum Verhältnis der Serienwiderstände.
Spannungssensoren:Vorteile von Spannungssensoren
Spannungssensor-Anwendungen
Im Folgenden sind die wichtigsten Anwendungen von Spannungssensoren aufgeführt
Spannungssensoren:Wechselspannungssensoren
Steuerung des Leistungsbedarfs、Fehlererkennung、Motorüberlaststeuerung、In Sicherheitsschaltanwendungen、Load Sensing
Spannungssensoren:DC-Spannungssensoren
Datenerfassung、Gebäudeleitsysteme (BCS)、Temperaturregelung、Energie、Management-Steuerungssysteme (EMCS)、Fehlererkennung、Steuerung des Strombedarfs
Schlussfolgerung
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Spannungssensoren sehr wichtige Komponenten elektrischer Schaltkreise sind. Sie sind entscheidend für Hochleistungsschaltungen und kleine Leiterplatten, die in unserer Heimelektronik zu finden sind.
Kontaktieren Sie uns, wenn Sie mehr über Spannungssensoren und deren Zubehör erfahren oder Komponenten bestellen möchten.
