Датчик струму: принцип дії і сфера застосування

Багато пристроїв, що працюють в електричнихланцюгах, вимагають проведення автор точних вимірювань в режимі реального часу. Від точності цих вимірів залежить багато чого: якість процесів регулювання в схемах управління, надійна робота захисту, калькуляція при підрахунку споживаної потужності в електроустановках і т.д. Зазвичай для таких вимірів використовують спеціальні прилади, які входять до складу основної схеми. Наприклад, датчик струму широко використовується при роботі багатьох пристроїв. Він може бути реалізований на найрізноманітніших елементах, в залежності від того чи іншого схемного рішення. Залишається незмінним тільки сам принцип його роботи - відповідно до закладеного в нього коефіцієнтом він перетворює сигнал з вимірювального трансформатора або іншого пристрою в сигнал напруги, який узгоджений з іншою частиною схеми.

Розрізняють датчик струму, який розроблений дляроботи в ланцюгах змінного і, відповідно, постійної напруги. Як приклад можна розглянути роботу кожного з них. Для змінної напруги в якості вимірювального елемента зазвичай використовується трансформатор струму. Це безконтактний прилад, який стежить за станом контрольованої силового ланцюга. Сигнал з нього і надходить в датчик струму, мета якого - масштабувати отриманий сигнал зі схемою управління.

Дещо інша справа, якщо ми маємо справуз постійним або повільно мінливих в часі параметром. Вищеописаний трансформатор в такій схемі працювати не буде, так як на його виході ми зможемо отримати тільки динаміку вимірюваного параметра. Зазвичай в таких схемах використовується спеціальний шунт, з

підвищеним по відношенню до іншої частиниелектричного кола опором. Він монтується безпосередньо в лінію. У цьому випадку знімається падіння напруга на цій ділянці, яке і буде віддаватися в датчик постійного струму. Так як вхідні кола в такій схемі знаходяться під високим потенціалом, то такий датчик виконує відразу кілька функцій. Він гальванически розділяє силову і вимірювальні ланцюги і одночасно масштабує отриманий сигнал.

Типова схема, по якій працює такий датчикструму, складається з генератора імпульсів високої частоти, розділового ключа і трансформатора. Вступник вимірювальний сигнал перетвориться за допомогою генератора і розподільного ключа, зібраного зазвичай на польовому транзисторі. Змінна напруга, перетворене таким чином, передається в розділовий трансформатор. Після цього воно фільтрується і посилюється в залежності від коефіцієнта, закладеного при проектуванні.

Дещо інший принцип роботи закладено в такзваний датчик струму Холла. Він вимірює напруженість магнітного поля, яке виникає через протікання струму в провіднику, і перетворює його в вихідний сигнал по напрузі. Особливістю його роботи є те, що він універсальний і здатний нормально функціонувати в будь-яких ланцюгах. Такі датчики компактні і володіють хорошими експлуатаційними характеристиками.