電壓傳感器: 工作原理、類(lèi)型及電路圖
What is a Voltage Sensor? 什么是電壓傳感器?
電壓傳感器是一種用于計算和監測對象中電壓量的傳感器。電壓傳感器可以確定交流電壓或直流電壓電平。該傳感器的輸入為電壓,而輸出為開(kāi)關(guān)、模擬電壓信號、電流信號或可聽(tīng)信號。
傳感器是能夠感知或識別特定類(lèi)型的電信號或光信號并對其作出反應的裝置。電壓傳感器和電流傳感器技術(shù)的實(shí)現已成為傳統電流電壓測量方法的理想選擇。
** 電壓傳感器類(lèi)型**
在本文中,我們可以詳細討論一個(gè)電壓傳感器。電壓傳感器可以確定、監測和測量電壓的供應。它可以測量交流電平和/或直流電壓電平。電壓傳感器的輸入是電壓本身,輸出可以是模擬電壓信號、開(kāi)關(guān)、可聽(tīng)信號、模擬電流電平、頻率,甚至是調頻輸出。
也就是說(shuō),一些電壓傳感器可以提供正弦或脈沖列作為輸出,其他的可以產(chǎn)生幅度調制、脈沖寬度調制或頻率調制輸出。
在電壓傳感器中,測量是基于分壓器的。有兩種主要類(lèi)型的電壓傳感器: 電容式電壓傳感器和電阻式電壓傳感器。
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電壓傳感器: 工作原理、類(lèi)型及電路圖 What is a Voltage Sensor? 什么是電壓傳感器? 電壓傳感器是一種用于計算和監測對象中電壓量的傳感器。電壓傳感器可以確定交流電壓或直流電壓電平。該傳感器的輸入為電壓,而輸出為開(kāi)關(guān)、模擬電壓信號、電流信號或可聽(tīng)信號。 傳感器是能夠感知或識別特定類(lèi)型的電信號或光信號并對其作出反應的裝置。電壓傳感器和電流傳感器技術(shù)的實(shí)現已成為傳統電流電壓測量方法的理想選擇。 ** 電壓傳感器類(lèi)型** 在本文中,我們可以詳細討論一個(gè)電壓傳感器。電壓傳感器可以確定、監測和測量電壓的供應。它可以測量交流電平和/或直流電壓電平。電壓傳感器的輸入是電壓本身,輸出可以是模擬電壓信號、開(kāi)關(guān)、可聽(tīng)信號、模擬電流電平、頻率,甚至是調頻輸出。 也就是說(shuō),一些電壓傳感器可以提供正弦或脈沖列作為輸出,其他的可以產(chǎn)生幅度調制、脈沖寬度調制或頻率調制輸出。 在電壓傳感器中,測量是基于分壓器的。有兩種主要類(lèi)型的電壓傳感器: 電容式電壓傳感器和電阻式電壓傳感器。
電容式電壓傳感器 我們知道一個(gè)電容器由兩個(gè)導體(或兩個(gè)板)組成,在這兩個(gè)板之間保留著(zhù)一個(gè)非導體。 那種非導體材料被稱(chēng)為介電材料。當交流電壓通過(guò)這些極板時(shí),由于電子通過(guò)對面極板電壓的吸引或排斥作用,電流將開(kāi)始通過(guò)。 板之間的磁場(chǎng)將創(chuàng )建一個(gè)完整的交流電路沒(méi)有任何硬件連接。這就是電容器的工作原理。
接下來(lái),我們可以討論兩個(gè)串聯(lián)電容器的電壓劃分。通常,在串聯(lián)電路中,高阻抗的元件上會(huì )產(chǎn)生高電壓。對于電容器,電容和阻抗(電容電抗)總是成反比的。 電壓和電容之間的關(guān)系是
Q →電荷(庫侖) C →電容(法拉德) XC →電容電抗(Ω) f →頻率(赫茲) 從上述兩個(gè)關(guān)系,我們可以清楚地說(shuō),zui高的電壓將累積在zui小的電容器。電容式電壓傳感器的工作原理很簡(jiǎn)單。假設我們拿著(zhù)傳感器,然后把它的尖 端放在帶電導體附近。 在這里,我們將高阻抗的傳感元件插入到一個(gè)串聯(lián)的電容耦合電路中。home. 目前,傳感器的尖 端是耦合到帶電電壓的zui小電容器。因此,整個(gè)電壓將通過(guò)檢測電壓的傳感電路發(fā)展,燈光或蜂鳴器指示燈也會(huì )打開(kāi)ーー這就是你在家里使用的非接觸式電壓傳感器的原 |
電阻式電壓傳感器
有兩種方法可以將敏感元件的電阻轉換為電壓。第 一種是zui簡(jiǎn)單的方法,即向由傳感器和參考電阻組成的電阻分壓器電路提供電壓,如下所示。
通過(guò)參考電阻或傳感器產(chǎn)生的電壓被緩沖,然后給予放大器。傳感器的輸出電壓可以表示為
這種電路的缺點(diǎn)是,放大器目前將放大整個(gè)電壓開(kāi)發(fā)的傳感器。然而,zui好只放大由于傳感器電阻變化引起的電壓變化,這是通過(guò)實(shí)現電阻橋的第 二 種方法實(shí)現的,如下所示。
這里,輸出電壓是
當 R1 = R 時(shí),輸出電壓近似為
A →儀表放大器收益
Δ →傳感器電阻的變化,類(lèi)似于某種物理作用
在這個(gè)公式中,增益必須設置得很高,因為只有由于傳感器電阻變化而引起的電壓變化才會(huì )被放大。
電壓傳感器相對于傳統測量技術(shù)的優(yōu)勢
電壓傳感器的優(yōu)點(diǎn)包括:
? 體積小,重量輕
? 準確度非常高
? 不可飽和
? 寬動(dòng)態(tài)范圍
? 環(huán)保
可結合電壓和電流測量成為一個(gè)單一的物理設備與小型和緊湊的尺寸
電壓傳感器的應用
電壓傳感器的應用包括:
? 電源故障檢測
? 負載傳感
? 安 全開(kāi)關(guān)
? 溫度控制
? 電力需求控制
? 故障檢測
