Odabir pravog senzora struje ne mora biti nagađanje
● Aplikacije
Senzori struje detektuju tok AC ili DC struje u žici ili tragu kola. Mogu se koristiti za otkrivanje stanja uključene/isključene/pulsne struje ili za mjerenje veličine struje u žici ili tragu. Ova rasprava je ograničena na senzore izmjenične struje.
Idealni strujni senzori ne bi koristili nikakvu snagu da detektuju struju u žici ili tragu, ali senzori stvarne struje zahtevaju deo energije kola da daju informacije. Senzori struje se često koriste za mjerenje i kontrolu struje opterećenja u izvorima napajanja, sigurnosnim krugovima i raznim upravljačkim krugovima. U aplikacijama u kojima je potrebna kontrola struje, kao što su izvori napajanja, precizno detektiranje veličine struje je osnovni zahtjev.
U aplikacijama s impulsnom strujom ili gdje je potrebno samo detektirati stanje kao što su neki sigurnosni krugovi, precizna veličina struje možda neće biti potrebna. U drugim sigurnosnim krugovima, osjetilna struja se može koristiti za pokretanje isključivanja kada struja premaši unaprijed postavljenu granicu.
● Tehnologija
Otpornik se može koristiti za mjerenje struje mjerenjem pada napona na otporniku. Prema Ohmovom zakonu, osjetilna struja I=V/R. Korištenje otpornika male vrijednosti u seriji s izmjerenom strujom smanjuje pad napona i gubitak zbog disipacije na minimumu. Ovo zvuči jednostavno, ali budući da je pad napona nizak na tako malom otporu, možda će biti potrebno pojačanje napona da bi se to otkrilo, stvarajući dodatnu složenost kola. Senzori struje šanta uzorkuju mali proporcionalni udio struje koja se očitava. Struja se šantuje kroz paralelni otpornik i meri se pad napona. Kao i kod serijskog otpornika, pad napona je proporcionalan struji koja se očitava. Transformatori za mjerenje struje se obično koriste za mjerenje naizmjenične struje. Ovi uređaji za mjerenje struje mogu koristiti jednu žicu iz kola da djeluju kao primarni transformator ili mogu imati primarni namotaj.
Ovi transformatori za AC struju razvijaju struju u sekundaru koja je proporcionalna osjetilnoj struji u primarnoj. Sekundarna struja se mjeri kao pad napona na završnom otporniku (RT). Korištenjem strujnog transformatora niskog omjera okreta (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.
Odabir senzora/transformatora naizmjenične struje Odabir odgovarajućeg strujnog senzora zahtijeva raspon frekvencije i nazivnu struju senzora za vaše uvjete primjene. Tip senzora, montaža (površinska montaža ili kroz rupu), omjer okreta i ukupne dimenzije su dodatna razmatranja. Tip senzora može biti ili "samo senzor", u kojem provodnik koji je sastavni dio aplikacije služi kao primarni ili može biti strujni transformator u koji je uključen primarni.
Struja i frekvencija u najgorem slučaju određuju najveću gustoću fluksa koju će vidjeti senzor ili transformator. Prekoračenje 2000 Gausa za većinu senzora izmjenične struje znači da izlaz postaje nelinearan u odnosu na struju koja se očitava i izlazni napon više nije striktno proporcionalan ulaznoj struji. Viši sekundarni zavoji pomažu u održavanju gustine protoka ispod ove granice. Za strujne senzore u stilu žice kroz rupu, omjer zavoja može se dramatično smanjiti petljanjem dodatnih zavoja (jedan prolaz kroz rupu je jedan okret) ako veličina žice i veličina rupe dozvoljavaju. Ovo omogućava da se koristi veći ulazni strujni transformator za obezbjeđivanje većeg izlaznog napona na završnom otporniku.
Alat izračunava potrebni završni otpor (RT) na osnovu maksimalne ulazne struje (Ipri), broja sekundarnih zavoja (Nsec) i izlaznog napona (Vout) prema: RT=Nsec × Vout/Ipri (Izračuni na osnovu 1-okretanja primarnih.)
Alat također izračunava maksimalnu gustinu fluksa sekundara, na osnovu izlaznog napona (Vout), radnog ciklusa, sekundarnih okreta i frekvencije kako bi se uvjerio da ne prelazi 2000 Gausa.
● Zaključak
Odabir odgovarajućeg transformatora za očitavanje struje zahtijeva poznavanje očekivane maksimalne mjerene struje, frekvencije i radnog ciklusa mjerene struje, kao i željenog izlaznog napona koji odgovara očekivanoj maksimalnoj osjetilnoj struji.