गैरेज के लिए बिजली की आपूर्ति की व्यवस्था करने के लिए, इस नेटवर्क से जुड़े एक या किसी अन्य उपकरण द्वारा उपभोग की जाने वाली धारा को जानना बहुत सुविधाजनक है। इन उपकरणों की रेंज काफी विस्तृत है और लगातार बढ़ रही है: ड्रिल, शार्पनर, ग्राइंडर, हीटर, वेल्डिंग मशीन, चार्जर, औद्योगिक हेयर ड्रायर, और भी बहुत कुछ…।

प्रत्यावर्ती धारा को मापने के लिए, जैसा कि ज्ञात है, एक धारा ट्रांसफार्मर का उपयोग आमतौर पर धारा सेंसर के रूप में ही किया जाता है। यह ट्रांसफार्मर आम तौर पर एक नियमित स्टेप-डाउन ट्रांसफार्मर के समान होता है, जिसे उल्टा चालू किया जाता है, यानी। इसकी प्राथमिक वाइंडिंग एक कोर के माध्यम से पारित एक या कई मोड़ (या एक बस) है - एक चुंबकीय सर्किट, और द्वितीयक वाइंडिंग एक कुंडल है जिसमें बड़ी संख्या में पतले तार के घुमाव होते हैं, जो एक ही चुंबकीय सर्किट पर स्थित होते हैं (चित्र 1) .

हालाँकि, औद्योगिक करंट ट्रांसफार्मर काफी महंगे, भारी होते हैं और अक्सर सैकड़ों एम्पीयर मापने के लिए डिज़ाइन किए जाते हैं। घरेलू नेटवर्क रेंज के लिए डिज़ाइन किया गया वर्तमान ट्रांसफार्मर बिक्री पर शायद ही कभी पाया जाता है। यही कारण है कि ऐसे रिले के संपर्क समूह के किसी भी उपयोग के बिना, इस उद्देश्य के लिए विद्युत चुम्बकीय डीसी/एसी रिले का उपयोग करने का विचार पैदा हुआ था। वास्तव में, किसी भी रिले में पहले से ही पतले तार के बड़ी संख्या में घुमावों के साथ एक कुंडल होता है, और इसे ट्रांसफार्मर में बदलने के लिए केवल एक चीज जो आवश्यक होती है वह यह सुनिश्चित करना है कि कुंडल के चारों ओर न्यूनतम वायु अंतराल के साथ एक चुंबकीय सर्किट हो। . इसके अलावा, निश्चित रूप से, इस तरह के डिज़ाइन के लिए प्राथमिक वाइंडिंग को पार करने के लिए पर्याप्त जगह की आवश्यकता होती है, जो इनपुट नेटवर्क का प्रतिनिधित्व करता है। चित्र 24 V DC के लिए RES22 प्रकार के रिले से बने ऐसे सेंसर को दिखाता है। इस रिले में लगभग 650 ओम के प्रतिरोध वाला एक कुंडल होता है। सबसे अधिक संभावना है, कई अन्य प्रकार के रिले, जिनमें दोषपूर्ण रिले के अवशेष भी शामिल हैं, समान अनुप्रयोग पा सकते हैं। चुंबकीय स्टार्टरवगैरह। चुंबकीय सर्किट सुनिश्चित करने के लिए, रिले आर्मेचर को कोर के अधिकतम निकटता पर यांत्रिक रूप से अवरुद्ध किया जाता है। ऐसा लगता है कि रिले लगातार चालू है। इसके बाद, कुंडल के चारों ओर प्राथमिक वाइंडिंग का एक मोड़ बनाया जाता है (चित्र में यह एक ट्रिपल नीला तार है)।

दरअसल, इस बिंदु पर कॉइल पर तार घुमाने के अनावश्यक झंझट के बिना करंट सेंसर तैयार है। बेशक, नए प्राप्त चुंबकीय सर्किट के छोटे क्रॉस-अनुभागीय क्षेत्र के कारण और संभवतः, आदर्श से इसकी चुंबकीयकरण विशेषताओं में अंतर के कारण इस उपकरण को पूर्ण ट्रांसफार्मर के रूप में विचार करना मुश्किल है। हालाँकि, यह सब इस तथ्य के कारण कम महत्वपूर्ण हो जाता है कि ऐसे "ट्रांसफार्मर" की शक्ति जिसकी हमें आवश्यकता है वह न्यूनतम है और केवल मैग्नेटोइलेक्ट्रिक सिस्टम के डायल संकेतक के आनुपातिक (अधिमानतः रैखिक) विचलन को सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक है। प्राथमिक वाइंडिंग में करंट.

ऐसे संकेतक के साथ वर्तमान सेंसर को जोड़ने की एक संभावित योजना आरेख (छवि 2) में दिखाई गई है। यह काफी सरल है और एक डिटेक्टर रिसीवर सर्किट जैसा दिखता है। रेक्टिफायर डायोड (D9B) जर्मेनियम है और इसे इसके पार छोटे वोल्टेज ड्रॉप (लगभग 0.3 V) के कारण चुना गया था। यह सेंसर जिस न्यूनतम वर्तमान सीमा का पता लगा सकता है वह इस डायोड पैरामीटर पर निर्भर करेगा। इस संबंध में, कम वोल्टेज ड्रॉप वाले तथाकथित डिटेक्टर डायोड का उपयोग करना बेहतर है, उदाहरण के लिए GD507 और इसी तरह। पॉइंटर डिवाइस को ओवरलोड से बचाने के लिए KD521V सिलिकॉन डायोड की एक जोड़ी स्थापित की जाती है, जो महत्वपूर्ण वर्तमान उछाल के दौरान संभव है, उदाहरण के लिए, नेटवर्क के भीतर शॉर्ट सर्किट द्वारा, या शक्तिशाली ट्रांसफार्मर या वेल्डर को चालू करने से। ऐसे मामलों में यह एक बहुत ही सामान्य तकनीक है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि यह सबसे सरल योजनाइसका नुकसान यह है कि यह एक ध्रुवीय धारा के रूप में लोड को बिल्कुल "देख" नहीं सकता है, जैसे कि हीटर या हीटिंग तत्व जो एक रेक्टीफाइंग डायोड के माध्यम से जुड़ा होता है। इन मामलों में, कुछ हद तक "जटिल" सर्किट का उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए, वोल्टेज को दोगुना करने वाले रेक्टिफायर के रूप में (चित्र 3)।

विभिन्न तकनीकी प्रक्रियाओं को सफलतापूर्वक स्वचालित करने और उपकरणों, उपकरणों, मशीनों और तंत्रों को प्रभावी ढंग से प्रबंधित करने के लिए, कई मापदंडों और भौतिक मात्राओं को लगातार मापना और नियंत्रित करना आवश्यक है। अतः अभिन्न अंग है स्वचालित प्रणालीनियंत्रित उपकरणों की स्थिति के बारे में जानकारी प्रदान करने के लिए सेंसर उपलब्ध हो गए हैं।

इसके मूल में, प्रत्येक सेंसर है अभिन्न अंगविनियमन, सिग्नलिंग, माप और नियंत्रण उपकरण। इसकी मदद से, एक या दूसरी नियंत्रित मात्रा को एक निश्चित प्रकार के सिग्नल में परिवर्तित किया जाता है, जो प्राप्त जानकारी को मापने, संसाधित करने, पंजीकृत करने, प्रसारित करने और संग्रहीत करने की अनुमति देता है। कुछ मामलों में, सेंसर नियंत्रित प्रक्रियाओं को प्रभावित कर सकता है। कई उपकरणों और माइक्रो-सर्किट में उपयोग किए जाने वाले वर्तमान सेंसर में ये सभी गुण पूरी तरह से मौजूद हैं। यह विद्युत धारा के प्रभाव को आगे के उपयोग के लिए सुविधाजनक संकेतों में परिवर्तित करता है।

सेंसर वर्गीकरण

विभिन्न उपकरणों में उपयोग किए जाने वाले सेंसर को कुछ विशेषताओं के अनुसार वर्गीकृत किया जाता है। यदि इनपुट मात्रा को मापना संभव है, तो वे हो सकते हैं: विद्युत, वायवीय, गति के सेंसर, यांत्रिक गति, दबाव, त्वरण, बल, तापमान और अन्य पैरामीटर। उनमें से, विद्युत और चुंबकीय मात्रा की माप लगभग 4% होती है।

प्रत्येक सेंसर एक इनपुट मान को कुछ आउटपुट पैरामीटर में परिवर्तित करता है। इसके आधार पर, नियंत्रण उपकरण गैर-विद्युत या विद्युत हो सकते हैं।

उत्तरार्द्ध में, सबसे आम हैं:

• डीसी सेंसर
• एसी आयाम सेंसर
• प्रतिरोध सेंसर और अन्य समान उपकरण।

विद्युत सेंसर का मुख्य लाभ उच्च गति पर कुछ दूरी पर सूचना प्रसारित करने की क्षमता है। डिजिटल कोड का उपयोग उच्च सटीकता, गति और सुनिश्चित करता है संवेदनशीलता में वृद्धिमापने के उपकरण.

परिचालन सिद्धांत

ऑपरेशन के सिद्धांत के अनुसार, सभी सेंसर को दो मुख्य प्रकारों में विभाजित किया गया है। वे जनरेटर हो सकते हैं - इनपुट मात्रा को सीधे विद्युत सिग्नल में परिवर्तित करना। पैरामीट्रिक सेंसर में ऐसे उपकरण शामिल होते हैं जो इनपुट मात्रा को सेंसर के परिवर्तित विद्युत मापदंडों में परिवर्तित करते हैं। इसके अलावा, वे रिओस्टैटिक, ओमिक, फोटोइलेक्ट्रिक या ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक, कैपेसिटिव, इंडक्टिव आदि हो सकते हैं।

सभी सेंसरों की उनके संचालन के लिए कुछ आवश्यकताएँ होती हैं। प्रत्येक डिवाइस में, इनपुट और आउटपुट मात्रा सीधे एक दूसरे पर निर्भर होनी चाहिए। सभी विशेषताएँ समय के साथ स्थिर होनी चाहिए। एक नियम के रूप में, इन उपकरणों को उच्च संवेदनशीलता, छोटे आकार और वजन की विशेषता है। वे सबसे ज्यादा काम कर सकते हैं अलग-अलग स्थितियाँऔर इसे विभिन्न तरीकों से स्थापित किया जा सकता है।

आधुनिक वर्तमान सेंसर

करंट सेंसर ऐसे उपकरण हैं जिनका उपयोग प्रत्यक्ष या प्रत्यावर्ती धारा की ताकत निर्धारित करने के लिए किया जाता है विद्युत परिपथ. उनके डिज़ाइन में एक गैप और क्षतिपूर्ति वाइंडिंग के साथ एक चुंबकीय कोर शामिल है इलेक्ट्रॉनिक बोर्ड, जो विद्युत संकेतों को संसाधित करता है। मुख्य संवेदनशील तत्व एक हॉल सेंसर है, जो चुंबकीय सर्किट के अंतराल में तय होता है और एम्पलीफायर के इनपुट से जुड़ा होता है।

ऐसे सभी उपकरणों के लिए ऑपरेशन का सिद्धांत आम तौर पर समान होता है। मापी गई धारा के प्रभाव में, एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है, फिर, हॉल सेंसर का उपयोग करके, संबंधित वोल्टेज उत्पन्न होता है। फिर इस वोल्टेज को आउटपुट पर बढ़ाया जाता है और आउटपुट वाइंडिंग पर लागू किया जाता है।

वर्तमान सेंसर के मुख्य प्रकार:

प्रत्यक्ष लाभ सेंसर (ओ/एल). ये आकार और वजन में छोटे होते हैं और इनमें ऊर्जा की खपत कम होती है। सिग्नल रूपांतरण की सीमा में काफी विस्तार किया गया है। आपको प्राथमिक सर्किट में होने वाले नुकसान से बचने की अनुमति देता है। डिवाइस का संचालन एक चुंबकीय क्षेत्र पर आधारित है जो प्राथमिक धारा बनाता है आई पी. इसके बाद एकाग्रता आती है चुंबकीय क्षेत्रएक चुंबकीय सर्किट में और वायु अंतराल में एक हॉल तत्व द्वारा इसका आगे परिवर्तन। हॉल तत्व से प्राप्त सिग्नल को प्रवर्धित किया जाता है और आउटपुट पर प्राथमिक धारा की एक आनुपातिक प्रतिलिपि बनाई जाती है।

वर्तमान सेंसर (एटा). वे एक विस्तृत आवृत्ति रेंज और रूपांतरणों की एक विस्तृत श्रृंखला की विशेषता रखते हैं। इन उपकरणों के फायदे कम बिजली की खपत और कम विलंबता हैं। डिवाइस का संचालन 0 से +5 वोल्ट तक एकध्रुवीय बिजली आपूर्ति द्वारा समर्थित है। डिवाइस का संचालन एक संयुक्त तकनीक पर आधारित है जो क्षतिपूर्ति प्रकार और प्रत्यक्ष प्रवर्धन का उपयोग करता है। इसके परिणामस्वरूप सेंसर के प्रदर्शन में उल्लेखनीय सुधार और अधिक संतुलित संचालन होता है।

क्षतिपूर्ति वर्तमान सेंसर (सी/एल). वे एक विस्तृत आवृत्ति रेंज, उच्च सटीकता और कम विलंबता द्वारा प्रतिष्ठित हैं। इस प्रकार के उपकरणों में प्राथमिक सिग्नल का कोई नुकसान नहीं होता है; उत्कृष्ट विशेषताएँरैखिकता और कम तापमान का बहाव। प्राथमिक धारा द्वारा निर्मित चुंबकीय क्षेत्र का मुआवजा आई पी, द्वितीयक वाइंडिंग में बने समान क्षेत्र के कारण होता है। द्वितीयक क्षतिपूर्ति धारा का उत्पादन हॉल तत्व और सेंसर के इलेक्ट्रॉनिक्स द्वारा ही किया जाता है। अंततः, द्वितीयक धारा प्राथमिक धारा की आनुपातिक प्रति है।

क्षतिपूर्ति वर्तमान सेंसर (प्रकार सी). इन उपकरणों के निस्संदेह फायदे एक विस्तृत आवृत्ति रेंज, सूचना की उच्च सटीकता, उत्कृष्ट रैखिकता और कम तापमान बहाव हैं। इसके अलावा, ये उपकरण अवशिष्ट धाराओं (सीडी) को माप सकते हैं। उनके पास उच्च अलगाव स्तर हैं और प्राथमिक सिग्नल के साथ हस्तक्षेप कम है। डिज़ाइन में दो टोरॉयडल चुंबकीय कोर और दो माध्यमिक वाइंडिंग शामिल हैं। सेंसर का संचालन एम्पीयर-टर्न मुआवजे पर आधारित है। प्राथमिक सर्किट से छोटी धारा प्राथमिक अवरोधक और प्राथमिक वाइंडिंग से होकर गुजरती है।

प्राइम करंट सेंसर. एसी करंट को परिवर्तित करने के लिए एक विस्तृत गतिशील रेंज का उपयोग किया जाता है। डिवाइस को अच्छी रैखिकता, महत्वहीन तापमान हानि और चुंबकीय संतृप्ति की अनुपस्थिति की विशेषता है। डिज़ाइन का लाभ इसके छोटे आयाम और वजन, उच्च प्रतिरोध है विभिन्न प्रकारभार के रीडिंग की सटीकता इस बात पर निर्भर नहीं करती है कि केबल छेद में कैसे स्थित है और बाहरी क्षेत्रों से प्रभावित नहीं होती है। यह सेंसर पारंपरिक ओपन-लूप कॉइल का उपयोग नहीं करता है, बल्कि सेंसर मुद्रित सर्किट बोर्डों के साथ एक सेंसर हेड का उपयोग करता है। प्रत्येक बोर्ड में एयर कोर के साथ दो अलग-अलग कॉइल होते हैं। ये सभी एक ही बेस प्रिंटेड सर्किट बोर्ड पर लगे हुए हैं। सेंसर बोर्ड से दो संकेंद्रित सर्किट बनते हैं, जिनके आउटपुट पर प्रेरित वोल्टेज का योग होता है। परिणामस्वरूप, मापी गई धारा के आयाम और चरण के मापदंडों के बारे में जानकारी प्राप्त होती है।

वर्तमान सेंसर (आईटी प्रकार). उच्च सटीकता, विस्तृत आवृत्ति रेंज, कम आउटपुट शोर, उच्च तापमान स्थिरता और कम क्रॉसस्टॉक की विशेषताएं। इन सेंसरों के डिज़ाइन में हॉल तत्व शामिल नहीं हैं। प्राथमिक धारा एक चुंबकीय क्षेत्र बनाती है, जिसकी भरपाई बाद में द्वितीयक धारा द्वारा की जाती है। आउटपुट पर, द्वितीयक धारा प्राथमिक धारा की आनुपातिक प्रति है।

आधुनिक सर्किट में करंट सेंसर के लाभ

वर्तमान सेंसर चिप्स ऊर्जा संरक्षण में एक बड़ी भूमिका निभाते हैं। यह कम बिजली और ऊर्जा खपत से सुगम होता है। एकीकृत सर्किट सभी आवश्यक इलेक्ट्रॉनिक घटकों को जोड़ते हैं। चुंबकीय क्षेत्र सेंसर और अन्य सभी सक्रिय इलेक्ट्रॉनिक्स के संयुक्त संचालन के कारण उपकरणों की विशेषताओं में काफी सुधार हुआ है।

आधुनिक वर्तमान सेंसर आकार में और कमी लाने में सक्षम हैं क्योंकि सभी इलेक्ट्रॉनिक्स एक ही सामान्य चिप में एकीकृत हैं। इसने प्राथमिक बसबार सहित नए नवोन्वेषी कॉम्पैक्ट डिज़ाइन समाधानों को जन्म दिया है। प्रत्येक नए वर्तमान सेंसर में इन्सुलेशन बढ़ा है और अन्य प्रकार के इलेक्ट्रॉनिक घटकों के साथ सफलतापूर्वक इंटरैक्ट करता है।

नवीनतम सेंसर डिज़ाइन उन्हें प्राथमिक कंडक्टर को डिस्कनेक्ट किए बिना मौजूदा इंस्टॉलेशन में स्थापित करने की अनुमति देते हैं। इनमें दो भाग होते हैं और इन्हें अलग किया जा सकता है, जिससे इन भागों को बिना किसी वियोग के प्राथमिक कंडक्टर पर आसानी से स्थापित किया जा सकता है।

प्रत्येक सेंसर में तकनीकी दस्तावेज होते हैं, जो सभी आवश्यक जानकारी को दर्शाता है जो प्रारंभिक गणना करने और सबसे इष्टतम उपयोग का स्थान निर्धारित करने की अनुमति देता है।

वर्तमान खपत को नियंत्रित करने के लिए, सिस्टम के मोटर अवरोधन या आपातकालीन डी-एनर्जीकरण को रिकॉर्ड करें।

हाई वोल्टेज पर काम करना सेहत के लिए खतरनाक!

टर्मिनल ब्लॉक स्क्रू और टर्मिनलों को छूने से चोट लग सकती है। विद्युत का झटका. यदि बोर्ड घरेलू नेटवर्क से जुड़ा है तो उसे न छुएं। तैयार डिवाइस के लिए, एक इंसुलेटेड हाउसिंग का उपयोग करें।

यदि आप नहीं जानते कि सेंसर को सामान्य 220 वी नेटवर्क से चलने वाले विद्युत उपकरण से कैसे जोड़ा जाए या आपको संदेह है, तो रुकें: आप आग लगा सकते हैं या खुद को मार सकते हैं।

आपको डिवाइस के संचालन सिद्धांत और उच्च वोल्टेज के साथ काम करने के खतरों को स्पष्ट रूप से समझना चाहिए।

वीडियो समीक्षा

कनेक्शन और सेटअप

सेंसर तीन तारों के माध्यम से नियंत्रण इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ संचार करता है। सेंसर का आउटपुट एक एनालॉग सिग्नल है। Arduino या Iskra JS से कनेक्ट करते समय, ट्रॉयका शील्ड का उपयोग करना सुविधाजनक होता है, और जो लोग तारों से छुटकारा पाना चाहते हैं, उनके लिए ट्रॉयका स्लॉट शील्ड उपयुक्त है। उदाहरण के लिए, आइए मॉड्यूल से एक केबल को एनालॉग पिन A0 से संबंधित ट्रॉयका शील्ड संपर्कों के समूह से कनेक्ट करें। आप अपने प्रोजेक्ट में किसी भी एनालॉग पिन का उपयोग कर सकते हैं।

कार्य के उदाहरण

सेंसर के साथ काम करना आसान बनाने के लिए, हमने TroykaCurrent लाइब्रेरी लिखी, जो सेंसर के एनालॉग आउटपुट के मानों को मिलीएम्प्स में परिवर्तित करती है। नीचे वर्णित प्रयोगों को दोहराने के लिए इसे डाउनलोड और इंस्टॉल करें।

डीसी वर्तमान माप

डायरेक्ट करंट मापने के लिए सेंसर को बीच में खुले सर्किट से कनेक्ट करें एलईडी स्ट्रिपऔर भोजन. आइए मिलिअम्प्स में डायरेक्ट करंट के वर्तमान मूल्य को सीरियल पोर्ट पर आउटपुट करें।