Panduan Lengkap Sensor Tegangan: Akurasi, Keandalan, dan Solusi Ramah Lingkungan

Kemajuan teknologi berkelanjutan dalam transfer sinyal, baik listrik atau optik, memerlukan perangkat sensing sinyal yang lebih baik. Oleh karena itu, sensor tegangan termasuk dalam kategori ini.

Mereka adalah perangkat yang ringan, ringan, akurasi tinggi, dan ramah lingkungan yang berguna saat memantau rangkaian listrik. Oleh karena itu, sensor tegangan yang cocok harus sensitif terhadap parameter yang diukur, tidak sensitif terhadap lingkungan sekitar, dan tidak mengganggu parameter tersebut.

Dalam artikel hari ini, kita akan mempelajari tentang sensor tegangan, cara kerjanya, jenis, dan aplikasi.

Apa itu Sensor Tegangan?

Gambar 1: Sensor Tekanan Uap dan Tegangan Listrik di Titik Kontrol Pusat Pembangkit Panas

Sensor tegangan adalah perangkat sensing nirkabel untuk mendeteksi, mengukur, dan mengomunikasikan tegangan dalam perangkat. Juga, ia dapat mendeteksi tingkat sinyal optik dalam rangkaian (sensor tegangan optik) dan merespons sesuai.

Sensor tegangan memiliki tegangan sebagai sinyal inputnya, sementara sinyal outputnya bervariasi tergantung desainnya. Oleh karena itu, output dapat berupa sinyal tegangan analog, saklar, sinyal arus, atau sinyal bunyi.

Selain itu, bermanfaat untuk tim pemeliharaan untuk mendeteksi keberadaan dan tingkat tegangan DC dan AC dalam rangkaian. Juga, mereka memberikan pemantauan berkelanjutan untuk mendeteksi perubahan tegangan apa pun yang dapat menunjukkan keberadaan kerusakan.

Pengadopsi teknologi sensor tegangan bertanggung jawab untuk meningkatkan metode pengukuran tegangan konvensional.

Jenis Sensor Tegangan

Gambar 2: Sensor Tegangan Putih di Panel Instrumentasi

Sensor AC

Sensor tegangan AC berguna dalam instalasi listrik dan kontrol otomatis dalam sistem listrik dan telekomunikasi. Kami dapat mengelompokkannya secara luas menjadi sensor tegangan tiga fasa dan satu fasa atau transducer.

Selanjutnya, aplikasi typikalnya mencakup sensing beban, deteksi kehilangan daya, dan kontrol permintaan daya. Selain itu, Anda dapat menggunakan sensor AC untuk switching keamanan dan kontrol kasus beban berlebih motor.

Sensor DC

Dari penamaan, sensor tegangan DC mendeteksi dan memantau tegangan DC dalam sistem listrik.

Mereka berguna dalam instrumentasi, sistem otomatisasi, deteksi kerusakan, kontrol suhu, dan isolasi serta kontrol daya.

Selain itu, aplikasi lainnya termasuk pemantauan DC jarak jauh dan kontrol energi dalam sistem kontrol.

Sensor Khusus

Sensor tegangan khusus adalah sensor tegangan yang melayani tujuan tertentu atau aplikasi niche dalam sistem listrik. Mereka membantu dalam sistem kontrol spesifik aplikasi dan mungkin merupakan bagian dari loop kontrol umpan balik dalam sistem elektromekanis.

Contohnya meliputi sensor kapasitif khusus, sensor kualitas udara khusus, sensor otomotif, dan sensor tekanan khusus.

Sensor Tipe Resistif

Sensor tipe resistif terdiri dari rangkaian bridge dan pembagi tegangan.

Rangkaian bridge lebih efektif daripada pembagi tegangan resistansi seri karena hanya mengamplifikasi perubahan resistansi sensor.

Gambar 3: Diagram Rangkaian Sensor Tegangan Resistif Bridge Resistensi

Kita menghitung tegangan output menggunakan persamaan di bawah.

Dimana,

• A adalah gain amplifier instrumentasi
• δ adalah perubahan resistansi sensor

Ingat untuk mengatur gain tinggi karena Anda mengamplifikasi perubahan tegangan yang timbul dari perubahan resistansi sensor.

Sensor Tipe Kapasitor

Gambar 4: Kapasitor pada Papan Sirkuit Tercetak

Berbeda dengan sejenis sensor resistif, sensor tipe kapasitor menggunakan dua kapasitor untuk coupling kapasitif. Oleh karena itu, untuk memahami coupling kapasitif, mari kita lihat cara kerja kapasitor.

Kapasitor memiliki bahan non-konduktif (dielectric) antara dua plat konduktif. Jika kita melewatkan tegangan AC melalui kapasitor, arus AC akan mengalir melalui dielectric.

Arus mengalir karena dorongan atau tarikan selangseling elektron oleh plat berseberangan. Oleh karena itu, aliran penguat muat melalui dielectric melengkapi rangkaian tanpa koneksi hardware antara plat.

Kita akan melihat pembagian tegangan antara dua kapasitor yang berurutan.

Gambar 5: Diagram Rangkaian Sensor Tegangan Kapasitif

Ingat dari Hukum Ohm bahwa tegangan terbesar berkembang di seluruh kapasitor dengan impedansi terbesar dalam kapasitor berurutan.

• Xc → Reaktansi Kapasitif (Ω)
• f → Frekuensi (Hertz)

Dan semakin kecil kapasitor, semakin besar impedansi kapasitif.

Untuk sensor tipe kapasitor, kapasitor yang lebih kecil berada di ujung sensing. Oleh karena itu, Anda menempatkan ujungnya (titik impedansi tinggi) ke dalam rangkaian kapasitif berurutan yang aktif saat mendeteksi tegangan.

Tegangan besar berkembang di seluruh rangkaian sensing, dan buzzers atau lampu akan menyala.

Fitur dan Spesifikasi Modul Sensor Tegangan

Prinsip Kerja Sensor Tegangan

Modul sensor tegangan adalah perangkat pemantau tegangan dengan rentang tegangan input 0 hingga 25 Volt. Selain itu, ia menggunakan rangkaian pembagi tegangan resistif untuk meminimalkan tegangan input dengan faktor 5.

Kemudian, ia menghasilkan sinyal analog atau output tegangan yang sesuai dengan faktor step-down sinyal input. Pada umumnya, sirkuitnya sangat kecil dan dapat mendeteksi fault undervoltage dan overvoltage dalam sistem listrik.

Rangkaian tegangan terdiri dari rangkaian pembagi tegangan dua resistor berurutan. Oleh karena itu, saat menerapkan tegangan input, pembagian tegangan terjadi antara dua resistansi tersebut.

Gambar 6: Diagram Rangkaian Pembagi Tegangan Resistif

Persamaan berikut mengambil sinyal tegangan output dari resistor kedua.

Tegangan output berbanding lurus dengan tegangan input dan rasio resistansi berurutan.

Keuntungan Sensor Tegangan

Aplikasi Sensor Tegangan

Berikut adalah aplikasi signifikan sensor tegangan

Sensor Tegangan AC

Kontrol permintaan daya、Deteksi kerusakan、Kontrol beban berlebih motor、Dalam aplikasi switching keamanan、Sensing beban

Sensor Tegangan DC

Akuisisi data、Sistem kontrol bangunan (BCS)、Kontrol suhu、Sistem kontrol manajemen energi (EMCS)、Deteksi kerusakan、Kontrol permintaan daya

Kesimpulan

Dalam kesimpulan, sensor tegangan adalah komponen yang sangat krusial dalam sirkuit listrik. Mereka kritis dalam sirkuit daya tinggi dan PCB kecil yang ditemukan dalam elektronik rumah tangga kita.

Hubungi kami jika Anda ingin mengetahui lebih lanjut tentang sensor tegangan, aksesorisnya, atau perlu memesan komponen.