La detección del flujo de corriente variable es un requisito importante en sistemas electronicos y las estrategias para hacerlo son una variedad de aplicaciones en sí mismas. Un sensor es una unidad que puede determinar un fenómeno físico y calcular este último, en otras palabras, da una demostración medible de la maravilla en una escala o rango particular. Un sensor de corriente es un dispositivo que reconoce la corriente eléctrica en un cable o un sistema, ya sea alta o baja, y crea un indicador relativo a ella. Luego, podría usarse para presentar la corriente medida en un amperímetro o podría archivarse para una clasificación adicional en un sistema de adquisición de datos o podría usarse con fines de control. El sensor de corriente es 'perturbador' ya que es una incorporación de algunos de los sensores, lo que puede causar el rendimiento del sistema.
Existe una amplia variedad de sensores de corriente para monitorear la corriente alterna o directa y su medición es requerida en muchas aplicaciones, ya sea en el campo industrial, automotriz o doméstico.
Principio:
El sensor de corriente es un dispositivo que detecta y convierte la corriente para obtener un voltaje de salida, que es directamente proporcional a la corriente en la ruta diseñada. Cuando la corriente pasa a través del circuito, un voltaje cae a través del camino por donde fluye la corriente. Además, se genera un campo magnético cerca del conductor portador de corriente. Estos fenómenos anteriores se utilizan en la técnica actual de diseño de sensores.
Elemento de detección de corriente - Resistencia de detección:
La detección de corriente se refiere a la generación de la señal de voltaje que está relacionada con la corriente que pasa por el circuito. Una forma convencional de detectar la corriente es insertar una resistencia en la ruta de la corriente para que sea sensible. Luego, podemos colocar la resistencia detectada en cualquier lugar en serie con el circuito que tal vez cargue o cambie. Por lo tanto, los dispositivos de detección de corriente deben considerarse convertidores de corriente a voltaje.
Factores de los que depende el funcionamiento del elemento sensor
- Los valores deben tomarse bajos para minimizar las pérdidas de energía:
Los valores detectados actualmente generalmente dependen del voltaje umbral del circuito cuyo funcionamiento se basa completamente en la información de la corriente detectada.
- Para aumentar la precisión debemos considerar el coeficiente de baja temperatura:
La temperatura es el principal factor de coeficiente de resistencia en términos de precisión. Una resistencia con coeficiente de temperatura de resistencia más cercano a cero, en toda la operación que debe utilizarse. La curva de reducción de potencia proporciona la potencia permitida a diferentes temperaturas. Pero la capacidad de potencia máxima es una función de la energía, por lo que se debe tener en cuenta la curva de calificación energética.
Los pros y los contras de las resistencias de detección de corriente consisten en
Pros:
- El costo es muy bajo en comparación con otros dispositivos.
- Gran inexactitud de dimensión
- Rango de corriente computable de muy bajo a medio
- Capacidad para determinar corriente continua o alterna
Contras:
- Introduce una resistencia suplementaria en la ruta del circuito medido, lo que puede aumentar la resistencia de salida de la fuente y producir un efecto de carga objetable.
- La energía se pierde debido a la dirección de disipación de energía. En consecuencia, las resistencias de detección de corriente rara vez se utilizan lejos de las aplicaciones de detección de corriente baja y media.
Dos métodos de detección de corriente:
1. Detección de corriente continua:
La detección de corriente continua depende de la ley de Ohm. Al colocar una resistencia de derivación en disposición con la carga del sistema, se genera un voltaje a través de la resistencia de derivación que es proporcional a la corriente de carga del sistema. El voltaje en la derivación podría medirse mediante amplificadores diferenciales, por ejemplo, amplificadores en derivación de corriente, amplificadores operacionales o amplificadores diferenciales. Normalmente se implementa para corrientes de carga.<100A.
2. Detección de corriente indirecta:
La detección de corriente indirecta depende de las leyes de Ampere y Faraday. Al colocar un bucle alrededor de un conductor portador de corriente, se induce un voltaje sobre el bucle que es proporcional a la corriente. Este tipo de método de detección se utiliza para corrientes de carga de 100 A - 1000 A.
Detección de corriente de lado bajo:
Es un voltaje de modo común de entrada baja. La detección de corriente del lado bajo conecta la resistencia de detección entre la carga y la tierra. Esto es deseable porque el voltaje de modo común está cerca de tierra, lo que toma en consideración la utilización de amplificadores operacionales de entrada / salida de riel a riel de suministro único. La carga está cediendo al suministro único y la resistencia está conectada a tierra. Los inconvenientes de la detección del lado bajo son las perturbaciones en el potencial de tierra de la carga del sistema y la incapacidad de detectar cortocircuitos en la carga.
Detección de corriente de lado alto:
La detección de corriente del lado alto conecta la resistencia de detección entre la fuente de alimentación y la carga.
La detección del lado alto es deseable porque monitorea directamente la corriente entregada por el suministro, que considera la identificación de cortocircuitos de carga. La prueba es que el rango de voltaje de modo común de entrada del amplificador debe tener como característica el voltaje de suministro de la carga. Finalmente, se mide la salida a través del dispositivo de detección de corriente y la carga se conecta a tierra. La siguiente figura representa la curva de corriente del lado primario y secundario:
Transformador de corriente (CT):
El transformador de corriente (CT) es un transformador que se utiliza para medir corrientes eléctricas. CT es el sensor más reconocido de los medidores de energía de estado sólido de alta corriente de la actualidad. Puede medir hasta una corriente extremadamente alta y consume poca energía. También es muy útil para medir o monitorear circuitos de alta corriente, alto voltaje y alta potencia . Estos se utilizan en los sistemas de energía de todo tipo, como fuentes de alimentación, controles de motores, controles de iluminación.
Transformador de corriente:
Estos sensores proporcionan información crítica para el control y la seguridad del sistema. Y generar una señal de salida proporcional a la corriente medida.
Características del transformador de corriente:
Características del transformador de corriente:- Mide solo CA
- Aislamiento eléctrico
- Sin fuente de alimentación
- Costo más bajo
En la actualidad, estos sensores se utilizan ampliamente en casi todas las industrias debido a sus amplias aplicaciones y al tipo de salida que proporcionan, que se puede controlar y utilizar para diferentes aplicaciones.
Current Sense se toma la caída de voltaje proporcional a la corriente de carga a través de una resistencia de 10R y se incrementa con un transformador de corriente (CT) para alimentar a un puente rectificador para generar CC pulsante para que el comparador desarrolle un sentido de corriente. El comparador genera los pulsos de cruce por cero desde un DC pulsante.
Aplicaciones del sensor de corriente:
- Sensor de corriente de lazo abierto usando TLE4998S.
- Sensor de corriente que utiliza TLE4998S en modo de selección de rango.
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