¿Qué es un sensor de tensión?
Un sensor de voltaje es un sensor se utiliza para calcular y controlar la cantidad de voltaje en un objeto. Los sensores de voltaje pueden determinar tanto el nivel de voltaje de CA como el de CC. La entrada de este sensor puede ser el voltaje mientras que la salida son los interruptores, la señal de voltaje analógico, una señal de corriente, una señal audible, etc.
Sensores son básicamente un dispositivo que puede detectar o identificar y reaccionar a ciertos tipos de señales eléctricas o algunas señales ópticas. La implementación de sensor de voltaje y las técnicas de sensores actuales se han convertido en una excelente opción a la convencional actual y métodos de medición de voltaje.
Ventajas de los sensores de tensión sobre las técnicas de medición convencionales
Las ventajas de los sensores de voltaje incluyen:
- Pequeño en peso y tamaño.
- La seguridad del personal es alta.
- El grado de precisión es muy alto.
- No es saturable.
- Amplio rango dinámico.
- Ecológico.
- Es posible combinar la medición del voltaje y la corriente en un solo dispositivo físico de dimensiones pequeñas y compactas.
Tipos de Sensores de Voltaje
En este artículo, podemos discutir en detalle sobre el sensor de voltaje. Un sensor de voltaje puede, de hecho, determinar, monitorear y medir el suministro de voltaje. Puede medir el nivel de voltaje de CA y/o CC. La entrada del sensor de tensión es la propia tensión y la salida puede ser señales de tensión analógica, interruptores, señales audibles, nivel de corriente analógica, frecuencia o incluso salidas con modulación de frecuencia.
Es decir, algunos sensores de tensión puede proporcionar trenes sinusoidales o de pulsos como salida y otros pueden producir salidas de modulación de amplitud, modulación de ancho de pulso o modulación de frecuencia.
En los sensores de voltaje, la medición se basa en una divisor de voltaje. Hay dos tipos principales de sensores de voltaje disponibles- Sensor de tensión de tipo capacitivo y Sensor de voltaje de tipo resistivo.
Sensor de voltaje capacitivo
Como sabemos que un condensador se compone de dos conductores o simplemente dos placas y entre estas placas, se mantiene un no-conductor. Ese material no conductor se denomina dieléctrico. Cuando se proporciona un voltaje de CA a través de estas placas, actual comenzará a pasar debido a la atracción o a la repulsión de los electrones por medio del voltaje presente en la placa opuesta. El campo entre las placas creará un circuito completo de CA sin ninguna conexión de hardware. Así es como funciona un condensador.
A continuación, podemos discutir sobre la división de voltaje en dos condensadores que están en serie. Normalmente en los circuitos en serie, se desarrollará un alto voltaje a través del componente que tiene una alta impedancia. En el caso de los condensadores, capacitancia y la impedancia (reactancia capacitiva) son siempre inversamente proporcionales.
La relación entre el voltaje y la capacidad es
Carga Q (Culombio)
Capacidad C (Farad)
XC Reactancia capacitiva ()
f Frecuencia (Hertz)
A partir de las dos relaciones anteriores, podemos afirmar claramente que el voltaje más alto se acumulará en el condensador más pequeño. Los sensores de voltaje del condensador funcionan basados en este simple principio. Considere que estamos sosteniendo el sensor en nuestra mano y luego colocando la punta del mismo cerca de un conductor con corriente.
Aquí, estamos insertando el elemento sensor de alta impedancia en un circuito de acoplamiento capacitivo en serie. En este momento, la punta del sensor es el condensador más pequeño que está acoplado al voltaje vivo. Así todo el voltaje se desarrollará a través del circuito de detección y puede detectar el voltaje y se enciende un indicador como una luz o un zumbador. Así es como el sensores de voltaje sin contacto que usas en el trabajo en casa.
Sensor de voltaje resistivo
Hay dos maneras de convertir el resistencia del elemento sensor al voltaje. El primero es el método más simple que consiste en proporcionar un voltaje al circuito divisor de la resistencia compuesto por un sensor y una referencia resistencia que se representa a continuación.
El voltaje que se desarrolla a través de la resistencia o el sensor de referencia se almacena en un buffer y luego se entrega al ADC. El voltaje de salida del sensor puede expresarse como
El inconveniente de este circuito es que el amplificador presente aquí amplificará todo el voltaje desarrollado a través del sensor. Pero es mejor amplificar sólo el cambio de voltaje debido al cambio de resistencia del sensor. Esto se logra mediante el segundo método que implementa el puente de resistencia que se muestra a continuación.
Aquí, el voltaje de salida es
Cuando R1 = R, entonces el voltaje de salida se convierte aproximadamente
Una ganancia de amplificador de instrumentación.
Cambio en la resistencia del sensor análogo a alguna acción física.
En esta ecuación, la ganancia debe ser alta porque sólo el voltaje cambia debido al cambio en resistencia del sensor está siendo amplificado.
Aplicación del sensor de voltaje
El La aplicación de los sensores de voltaje incluyen:
- Detección de fallo de energía.
- Detección de carga.
- Conmutación de seguridad.
- Control de temperatura.
- Control de la demanda de energía.
- Detección de fallos.
Los sensores de voltaje están incluidos en muchos de los los mejores kits de inicio de arduinoya que son muy útiles en muchos proyectos de electrónica.
