لا يحتاج اختيار المستشعر الحالي الصحيح إلى التخمين
● التطبيقات
تكتشف أجهزة الاستشعار الحالية تدفق التيار المتردد أو التيار المستمر في مسار السلك أو الدائرة. يمكن استخدامها للكشف عن حالة التشغيل / الإيقاف / النبض الحالية أو لقياس حجم التيار في السلك أو التتبع. تقتصر هذه المناقشة على أجهزة استشعار التيار المتردد.
لن تستخدم أجهزة استشعار التيار المثالي أي طاقة للكشف عن التيار في السلك أو التتبع، ولكن أجهزة استشعار التيار الحقيقي تتطلب بعضًا من طاقة الدائرة لتوفير المعلومات. تُستخدم أجهزة الاستشعار الحالية بشكل متكرر لقياس تيار الحمل والتحكم فيه في مصادر الطاقة ودوائر الأمان ومجموعة متنوعة من دوائر التحكم. في التطبيقات التي تتطلب التحكم في التيار، كما هو الحال في مصادر الطاقة، يعد الاستشعار الدقيق لحجم التيار مطلبًا أساسيًا.
في تطبيقات التيار النبضي أو عندما يكون مطلوبًا فقط اكتشاف حالة معينة مثل بعض دوائر الأمان، قد لا تكون هناك حاجة إلى الحجم الدقيق للتيار. في دوائر السلامة الأخرى، يمكن استخدام التيار المستشعر لإيقاف التشغيل عندما يتجاوز التيار الحد المحدد مسبقًا.
● التكنولوجيا
يمكن استخدام المقاوم لاستشعار التيار عن طريق قياس انخفاض الجهد عبر المقاوم. بموجب قانون أوم، التيار المستشعر I=V/R. إن استخدام مقاومة منخفضة القيمة على التوالي مع التيار المقاس يحافظ على انخفاض الجهد والخسارة الناتجة عن التبديد إلى الحد الأدنى. قد يبدو هذا بسيطًا، ولكن نظرًا لأن انخفاض الجهد منخفض عبر هذه المقاومة الصغيرة، فقد تكون هناك حاجة إلى تضخيم الجهد لاكتشافه، مما يؤدي إلى تعقيد إضافي للدائرة. تقوم مستشعرات التحويل الحالية بأخذ عينة من جزء صغير متناسب من التيار المستشعر. يتم تحويل التيار من خلال المقاوم الموازي وقياس انخفاض الجهد. كما هو الحال مع المقاومة التسلسلية، فإن انخفاض الجهد يتناسب مع التيار الذي يتم استشعاره. تُستخدم عادةً محولات الاستشعار الحالية لاستشعار التيار المتردد. قد تستخدم أجهزة الاستشعار الحالية سلكًا واحدًا من الدائرة ليكون بمثابة السلك الأساسي للمحول أو قد يكون لديها الملف الأولي المقدم.
تعمل محولات استشعار التيار المتردد هذه على تطوير تيار في المرحلة الثانوية يتناسب مع التيار المستشعر في المرحلة الأولية. يتم قياس التيار الثانوي على أنه انخفاض الجهد عبر المقاوم النهائي (RT). باستخدام محول تيار منخفض النسبة (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.
تحديد أجهزة استشعار / محولات تيار التيار المتردد يتطلب تحديد جهاز استشعار التيار المناسب نطاق التردد والتصنيف الحالي للمستشعر لظروف التطبيق الخاصة بك. يعد نوع المستشعر والتركيب (التثبيت على السطح أو من خلال الفتحة) ونسبة الدوران والأبعاد الإجمالية من الاعتبارات الإضافية. يمكن أن يكون نوع المستشعر إما "مستشعرًا فقط"، حيث يعمل الموصل المتكامل للتطبيق كموصل أساسي أو يمكن أن يكون محول تيار يتم فيه تضمين الأساسي.
يحدد أسوأ حالة للتيار والتردد أعلى كثافة تدفق يمكن رؤيتها بواسطة المستشعر أو المحول. إن تجاوز 2000 غاوس لمعظم أجهزة استشعار التيار المتردد يعني أن الخرج يصبح غير خطي مقابل التيار الذي يتم استشعاره وأن جهد الخرج لم يعد متناسبًا بشكل صارم مع تيار الإدخال. تساعد المنعطفات الثانوية الأعلى في الحفاظ على كثافة التدفق أقل من هذا الحد. بالنسبة لأجهزة الاستشعار الحالية ذات نمط السلك من خلال الثقب، يمكن تقليل نسبة اللفات بشكل كبير عن طريق تكرار اللفات الإضافية (تمرير واحد عبر الثقب هو دورة واحدة) إذا سمح حجم السلك وحجم الثقب. يسمح هذا باستخدام محول تيار دخل أعلى لتوفير جهد خرج أعلى عبر المقاوم النهائي.
تقوم الأداة بحساب مقاومة النهاية المطلوبة (RT) بناءً على الحد الأقصى لتيار الإدخال (Ipri)، وعدد اللفات الثانوية (Nsec) وجهد الخرج (Vout) بواسطة: RT=Nsec × Vout/Ipri (الحسابات بناءً على 1-منعطف أساسي.)
تقوم الأداة أيضًا بحساب الحد الأقصى لكثافة التدفق للثانوي، بناءً على جهد الخرج (Vout)، ودورة التشغيل، والمنعطفات الثانوية، والتردد للتأكد من أنها لا تتجاوز 2000 غاوس.
● الاستنتاج
يتطلب اختيار محول استشعار التيار المناسب معرفة الحد الأقصى المتوقع للتيار المستشعر والتردد ودورة التشغيل للتيار المستشعر، بالإضافة إلى جهد الخرج المطلوب المتوافق مع الحد الأقصى المتوقع للتيار المستشعر.