حساسات الجهد والتيار: المبادئ، المقارنة، والتطبيقات

حساسات الجهد والتيار: المبادئ، المقارنة، والتطبيقات

في الأنظمة الكهربائية والإلكترونية الحديثة، تلعب حساسات الجهد والتيار دورا حيويا. باعتبارها مكونات أساسية لوظائف مثل مراقبة أنظمة الطاقة، والأتمتة الصناعية، وأنظمة المنزل الذكي، وإدارة الطاقة المتجددة، تقوم هذه الحساسات بتحويل إشارات الجهد أو التيار إلى إشارات موحدة وقابلة للقياس والتسجيل والتحكم، مما يوفر دعما دقيقا للبيانات لتطبيقات متنوعة. ستتعمق هذه المقالة في المبادئ الأساسية، والأنواع الرئيسية، وخصائص الأداء، والفروقات بين حساسات الجهد والتيار، وتحليل تطبيقاتها الواسعة في مجالات متنوعة.

حساسات الجهد

مستشعر الجهد هو جهاز قادر على اكتشاف قيم الجهد في الدائرة وتحويل هذه القيم إلى إشارات كهربائية قابلة للقياس. عادة، تكون هذه الإشارات مخرجات تيار أو جهد تتناسب مع الجهد الأصلي.
هذا النوع من المستشعرات مهم جدا في العديد من الأماكن، مثل مراقبة أنظمة الطاقة، إدارة البطاريات، التحكم في العمليات الصناعية، والإلكترونيات الاستهلاكية. يضمنون أن الجهاز يعمل ضمن نطاق جهد آمن ويوفرون بيانات في الوقت الحقيقي، مما يسهل تحليلنا وتحكمنا.

المبدأ الأساسي لحساسات الجهد

المبدأ الأساسي لحساس الجهد يعتمد على قانون أوم والحث الكهرومغناطيسي. تشمل أكثر أنواع حساسات الجهد شيوعا:

1. نوع مقسم جهد المقاومة:هذا هو أبسط وأشهر أنواع حساسات الجهد. يستخدم مقاومتين أو أكثر متصلين على التوالي لمشاركة الجهد ويستنتج الجهد الكلي عن طريق قياس انخفاض الجهد عبر أحد المقاومتين. هذه الطريقة مناسبة لقياس الفولتية المتناغمة والتيار المتردد منخفضة التردد، لكن الاستجابة عالية التردد تحد بسبب السعة الطفيلية والحث.
2. نوع المحول (PT/VT):تستخدم محولات الجهد (PT) أو مرسلات الجهد (VT) بشكل رئيسي في دوائر التيار المتردد عالية الجهد لتقليل الجهود العالية بشكل متناسب إلى مستوى آمن وقابل للقياس. تعتمد على مبدأ الحث الكهرومغناطيسي وتحقق عزل وتحويل الجهد من خلال الاقتران المغناطيسي بين الملف الأولي والملف الثانوي. يتميز هذا النوع من الحساسات بأداء عزل ممتاز ودقة عالية، وغالبا ما يستخدم للقياس والحماية في أنظمة الطاقة.
3. نوع تأثير القاعة:على الرغم من أن حساسات تأثير هول تستخدم بشكل رئيسي لقياس التيار، إلا أن بعض التصاميم يمكن استخدامها أيضا لقياس الجهد، خاصة في الحالات التي تتطلب عزلا عاليا أو قياس جهد مستمر مرتفع. يقيس بشكل غير مباشر عن طريق قياس شدة المجال المغناطيسي
عادة ما يتطلب الجهد تحويل الجهد إلى تيار أو استخدام المجال المغناطيسي الناتج عن الجهد.
4. نوع فلوكسغيت:تقيس حساسات فلوكسغيت التيار المستمر أو التيار المتردد من خلال الاستفادة من خصائص التشبع لمواد النواة المغناطيسية في الحقول المغناطيسية المتناوبة. يتميز بحساسية عالية، ودقة عالية، وخطية جيدة، وغالبا ما يستخدم لقياس التيار الضعيف والتطبيقات عالية الدقة.
5. نوع العزل الضوئي:يستخدم هذا النوع من المستشعرات تقنية التحويل الكهروضوئي لتحقيق العزل الكهربائي بين المدخل والمخرج. يتم تحويل الجهد الكهربائي الداخل إلى إشارة بصرية بواسطة جهاز الإرسال البصري، ثم يتم تحويل الإشارة البصرية إلى إشارة كهربائية بواسطة المستقبل البصري للإخراج. توفر هذه الطريقة جهد عزل عالي جدا وقدرة مقاومة للتداخل، وهي مناسبة للبيئات الكهرومغناطيسية القاسية.

يقدم موقع PowerUC مجموعة متنوعة من منتجات حساسات الجهد الرئيسية، مثل نوع تأثير هول، وحساس الجهد، ونوع بوابة التدفق، ونوع العزل الكهروضوئي. عادة ما تكون هذه المنتجات ذات الخصائص التالية:

نوع الإدخال:يدعم مدخلات التيار المتردد (AC) وDC (DC).
نوع المخرج:يتم توفير إخراج RMS فوري أو حقيقي. يمكن أن تكون إشارة الخرج جهدا كهربائيا (مثل ±5 فولت، 2.5±0.625 فولت) أو تيارا (مثل 25 مللي أمبير، 0-20 مللي أمبير،4-20 مللي أمبير).
جهد الإدخال المصنف:تغطي نطاق واسع من 50 فولت إلى 10,000 فولت، وتلبي متطلبات التطبيق لمستويات جهد مختلفة. جهد مزود الطاقة: يدعم عدة مصادر طاقة تشمل ±12 فولت، ±15 فولت، 3.3 فولت، 5 فولت، 12 فولت، 24 فولت، وغيرها.
طرق التوصيل والتركيب:بما في ذلك طرق التوصيل مثل طرفية اللولب، الدبابيس، الكابل، وغيرها، بالإضافة إلى طرق التركيب مثل تركيب اللوحة، تركيب لوحة الدوائر المطبوعة، سكة DIN، وغيرها.

يطبق على نطاق واسع في التحكم الصناعي، ومراقبة الطاقة، وتوليد الطاقة الجديدة، وغيرها من المجالات الأخرى. تضمن دقته العالية وموثوقيته استقرار تشغيل النظام.

مستشعر التيار

مستشعر التيار هو جهاز يستخدم لاكتشاف شدة التيار في الدائرة وتحويلها إلى إشارة كهربائية قابلة للقياس. ومثل حساسات الجهد، تستخدم حساسات التيار على نطاق واسع أيضا في مجالات مثل الطاقة، والأتمتة الصناعية، وإلكترونيات السيارات، والمعدات الطبية. وهي ضرورية للحماية من التحميل الزائد، ومراقبة استهلاك الطاقة، وتشخيص الأعطال، وتحسين النظام.

المبدأ الأساسي لالحساسات الحالية

مبادئ القياس في أجهزة الاستشعار الحالية متنوعة، وتشمل بشكل رئيسي:
1. نوع المناوة:التحويلة هي مقاومة منخفضة المقاومة ذات قيمة مقاومة معروفة بدقة. عندما يمر التيار عبر تحويلة، وفقا لقانون أوم (V=IR)، يتم توليد هبوط جهد يتناسب مع التيار عبر أطرافه. بقياس هذا الانخفاض في الجهد، يمكن حساب التيار المار عبر التحويلة. يتميز التحويلة بهيكل بسيط وتكلفة منخفضة، لكنه يسبب استهلاكا معينا للطاقة وانخفاض الجهد، ولا يوفر عزلا كهربائيا.
2. نوع محول التيار (CT) :تستخدم محولات التيار بشكل رئيسي لقياس التيارات المتناوبة الكبيرة. يستخدم مبدأ الحث الكهرومغناطيسي لتحويل تيار كبير إلى تيار صغير بشكل نسبي. يمر التيار المقاس عبر الملف الأولي للمحول ويحث تيارا متناسبا في الملف الثانوي. توفر محولات التيار عزلا كهربائيا ممتازا وتستخدم على نطاق واسع في القياس والحماية في أنظمة الطاقة.
3. نوع تأثير القاعة:تعتمد حساسات تأثير هول على مبدأ تأثير هول. عندما يمر التيار عبر موصل، يتولد حوله مجال مغناطيسي. عندما يوضع حساس هول في مجال مغناطيسي، يولد جهد هول يتناسب مع قوة المجال المغناطيسي. يمكن قياس التيار بشكل غير مباشر عن طريق قياس جهد هول. يمكن لحساسات تأثير هول قياس التيارات المستمرة والتيار المتردد وتوفير العزل الكهربائي، مما يجعلها مناسبة لنطاق التيار الواسع والقياسات عالية الدقة.
4. نوع فلوكسغيت:تقيس حساسات فلوكسغيت التيار المستمر أو التيار المتردد من خلال الاستفادة من خصائص التشبع لمواد النواة المغناطيسية في الحقول المغناطيسية المتناوبة. يتميز بحساسية عالية، ودقة عالية، وخطية جيدة، وغالبا ما يستخدم لقياس التيار الضعيف والتطبيقات عالية الدقة.
5.نوع روجوفسكي لفافة:ملف روغوسكي هو ملف هوائي-نواة يستخدم لقياس التيار المتردد. يخرج إشارة جهد من خلال التغير في التدفق المغناطيسي الناتج عن التيار المستحث، وهذا الجهد يتناسب مع معدل تغير التيار. تتميز ملفات روش بعدم وجود تشبع مغناطيسي، واستجابة ترددية واسعة، وعزل عالي، وهي مناسبة بشكل خاص لقياس التيارات الكبيرة والتيارات عالية التردد.

الموقع باور يو سييقدم مجموعة متنوعة من مستشعرات التيار المبنية على مبادئ مختلفة، مثل نوع تأثير هول، نوع فلوكشغيت، ومستشعرات التيار من نوع لفافة روش. عادة ما تكون هذه المنتجات ذات الخصائص التالية:

نوع الإدخال:يدعم مدخلات التيار المتردد (AC) وDC (DC).
نوع المخرج:فوري، RMS حقيقي، إشارة رقمية أوإخراج TRMSيتم توفيرها. يمكن أن تكون إشارة الخرج جهدا كهربائيا (مثل ±4 فولت، 2.5±0.625 فولت) أو تيارا (مثل 50 مللي أمبير، 25 مللي أمبير،4-20 مللي أمبير).
تيار الإدخال المصنف:تغطي نطاق واسع من 3A إلى 5000A، وتلبي متطلبات التطبيق لمستويات مختلفة من التيار المختلفة. جهد مزود الطاقة: يدعم عدة مزودات طاقة مثل ±12 فولت، ±15 فولت، 3.3 فولت، و5 فولت.
طرق التوصيل والتركيب:بما في ذلك طرق الاتصال مثل الكابل، التوصيل السريع، الدبابيس، طرفية اللولب، بالإضافة إلى طرق التركيب مثل تركيب اللوحة المطبوعة، وتركيب لوحة الدوائر المطبوعة، والتعليق الحر.

على سبيل المثال، تستخدم مستشعرات التيار من سلسلة HSTS من PowerUC على نطاق واسع في أنظمة التحكم الصناعية، وقيادة المحركات، وأنظمة إدارة البطاريات وغيرها من المجالات. تضمن دقتها العالية وموثوقيتها استقرار تشغيل النظام.

مقارنة بين حساسات الجهد وحساسات التيار

على الرغم من استخدام كل من حساسات الجهد وحساسات التيار لقياس المعاملات الكهربائية، إلا أنهما يختلقان بشكل كبير من حيث الأجسام التي تقيسها، ومبادئ العمل، وسيناريوهات التطبيق، وخصائص الأداء.

ملخص الفروقات الرئيسية

أغراض القياس مختلفة:تركز حساسات الجهد على فروق الجهد، بينما تركز حساسات التيار على تدفق الشحنات الكهربائية. هذا يحدد الفروقات الأساسية في طرق الاتصال ومبادئ القياس في الدائرة.
طرق الاتصال مختلفة:عادة ما يتم توصيل حساسات الجهد بشكل متوازي في الدائرة لقياس فرق الجهد بين نقطتين. عادة ما يتم توصيل محولات التيار على التوالي في دوائر لقياس التيار المار عبر الموصلات أو لتحفيز المجال المغناطيسي الناتج عن التيار عبر طرق غير تلامسية (مثل المحولات، تأثير هول).
متطلبات العزل:في بيئات التداخل الكهرومغناطيسي عالي الجهد أو القوي، يعد العزل الكهربائي ذا أهمية حيوية. تستخدم كل من تقنيات المحولات والعزل الضوئي لتوفير العزل في كلا النوعين من الحساسات، لكن حساسات التيار، بسبب خصائص طرق القياس الخاصة بها، عادة ما تكون أسهل لتحقيق عزل عالي.
استهلاك الطاقة وانخفاض الجهد:تستشعرات التيار من نوع التحويلة تدخل استهلاكا معينا للطاقة وانخفاض الجهد، ويجب أخذها في الاعتبار بشكل خاص في التطبيقات منخفضة القدرة أو عالية الدقة. نظرا لممانعة الإدخال العالية، عادة ما يكون لحساسات الجهد تأثير صغير نسبيا على الدائرة قيد الاختبار.

في التطبيقات العملية، غالبا ما تحتاج حساسات الجهد وحساسات التيار إلى العمل بالتنسيق لتوفير بيانات مراقبة شاملة ودقيقة لأنظمة الطاقة أو الأجهزة الإلكترونية. على سبيل المثال، في القياس الكهربائي، يجب قياس كل من الجهد والتيار في نفس الوقت لحساب القدرة والطاقة.

شرح مفصل لمبدأ عمل الحساسات

للحصول على فهم أعمق لحساسات الجهد والتيار، من الضروري أن نستعرض مبادئ عملها الأساسية بالتفصيل. على الرغم من ذكرها بإيجاز في النص السابق، سيقدم هذا القسم وصفا أكثر تحديدا للآلية.

مبدأ عمل حساسات الجهد

يقوم حساس الجهد بتحويل إشارات الجهد إلى إشارات كهربائية قابلة للقياس. يعتمد مبدأ عمله بشكل رئيسي على الآليات التالية:
1 مبدأ تقسيم الجهد على المقاومة

الآلية:هذه هي الطريقة الأكثر بديهية لقياس الجهد. يتم تشكيل دائرة مقسم الجهد عن طريق توصيل مقاومتين أو أكثر على التوالي عبر طرفي الجهد المراد قياسه. وفقا لقانون أوم، فإن انخفاض الجهد عبر كل مقاومة يتناسب طرديا مع قيمة مقاومتها. عن طريق قياس الجهد بدقة عبر أحد المقاومات ودمجها مع العلاقة النسبية للمقاومات، يمكن حساب الجهد الكهربائي الكلي. على سبيل المثال، إذا كان R1 و R2 متصلين على التوالي، فإن الجهد الكلي V = V_R1 + V_R2، و V_R2 = V * (R2 / (R1 + R2)). بقياس V_R2، يمكن استنتاج V بالعكس.
الميزات:هيكل بسيط، منخفض التكلفة، مناسب لقياس جهد التيار المستمر والتيار المتردد منخفض التردد. ومع ذلك، لا يوفر العزل الكهربائي، وفي البيئات عالية التردد، يمكن أن تؤثر السعة الطفيلية والحث للمقاومة على دقة القياس.

2. مبدأ الحث الكهرومغناطيسي (محول الجهد):

الآلية:تستخدم محولات الجهد (PT/VT) مبدأ المحولات. الجانب عالي الجهد (الملف الأساسي) متصل بشكل متوازي مع دائرة الجهد العالي قيد الاختبار، وجانب الجهد المنخفض (الملف الثانوي) متصل بجهاز القياس. عندما يمر جهد عالي عبر الملف الأولي، يتم توليد مجال مغناطيسي مناوب، مما يؤدي إلى جهد منخفض متناسب في الملف الثانوي. من خلال قياس نسبة الدوران بدقة، يمكن تقليل الجهد العالي المقاس بأمان بشكل متناسب مع نطاق القياس القياسي (مثل 100 فولت أو 110 فولت).
الميزات:يوفر عزلا عالي الجهد، ويتميز بدقة قياسية عالية، وهو مناسب لقياس وحماية الجهد العالي في أنظمة الطاقة. يستخدم بشكل رئيسي لقياس جهد التيار المتردد.

3. مبدأ تأثير هول (لبعض حساسات الجهد):

الآلية: على الرغم من أن حساسات تأثير هول تستخدم بشكل رئيسي لقياس التيار، إلا أن قياس الجهد يمكن تحقيقه أيضا عن طريق تحويل الجهد إلى تيار (على سبيل المثال، عبر مقاومة معروفة)، أو عن طريق التأثير غير المباشر على المجال المغناطيسي بالمجال الكهربائي الناتج عن الجهد. في هذه الحالة، يستشعر عنصر هول شدة المجال المغناطيسي ويولد جهد هول يتناسب مع شدة المجال المغناطيسي. من خلال المعايرة، يمكن ربط جهد هول بالجهد الأصلي.
الميزات: يوفر عزلا كهربائيا ومناسبا لقياس جهد التيار المستمر والتيار المتردد، خاصة مع مزايا في تطبيقات الجهد العالي أو العزل العالي.

4. مبدأ العزل الكهروضوئي:

الآلية:يحقق حساس جهد العزل الكهروضوئي العزل الكهربائي العزل الكهربائي الكهربائي من خلال إشارات الضوء كوسيط وسيط. تدفع إشارة الجهد الإدخال صمام ثنائي الإشارة الصادر للضوء (LED) لإصدار إشارة ضوء. بعد المرور عبر وسط عازل، تستقبل إشارة الضوء بواسطة مستقبل حساس للضوء (مثل الفوتوترانزستور) وتتحول إلى إشارة كهربائية تتناسب مع الجهد الأصلي للخروج. نظرا لأن نقل الإشارات الضوئية لا يتضمن اتصالا كهربائيا، يتم تحقيق عزل عالي الجهد بين المدخل والمخرج.
الميزات:يوفر عزلا كهربائيا عاليا للغاية وقدرات مضادة للتداخل الكهرومغناطيسي، مع سرعة استجابة سريعة، وهو مناسب للبيئات الكهرومغناطيسية القاسية والتطبيقات عالية الجهد.

مبدأ عمل حساسات التيار

تقوم حساسات التيار بتحويل إشارات التيار إلى إشارات كهربائية قابلة للقياس. يعتمد مبدأ عملهم بشكل رئيسي على الآليات التالية:
1. مبدأ التحويلة:

 الآلية:التحويلة هي مقاومة دقيقة ذات قيمة مقاومة معروفة وصغيرة جدا. عندما يمر التيار المراد قياسه عبر التحويلة، وفقا لقانون أوم (V = I * R)، يتم توليد انخفاض جهد صغير يتناسب مع التيار عبر التحويلة. عن طريق قياس هذا الانخفاض في الجهد ودمجها مع قيمة مقاومة التحويلة، يمكن حساب التيار المتدفق عبر الدائرة.
الميزات:هيكل بسيط، منخفض التكلفة، مناسب لقياس تيار التيار المستمر والتيار المتردد. ومع ذلك، بما أنه متصل على التوالي في الدائرة، فإنه يسبب استهلاكا معينا للطاقة وانخفاض الجهد، ولا يوفر العزل الكهربائي.

2. مبدأ الحث الكهرومغناطيسي (المحول الحالي):

الآلية:يستخدم محول التيار (CT) مبدأ المحول. يتدفق التيار الكبير المقاس عبر الملف الأولي (عادة السلك الذي يمر عبر الفتحة المركزية للمحول المركزي)، مولدا تدفقا مغناطيسيا في قلب الحديد. هذا التدفق المغناطيسي يحفز تيارا صغيرا متناسبا في الملف الثانوي. من خلال قياس نسبة الدوران بدقة، يمكن تقليل التيار الكبير المقاس بأمان بنسبة تناسب نطاق القياس القياسي (مثل 5 أمبير أو 1 أمبير).
الميزات:يوفر عزلا كهربائيا، ويتميز بدقة قياس عالية، ومناسب لقياس التيار الكبير والحماية في أنظمة الطاقة. يستخدم بشكل رئيسي لقياس التيار المتردد.

3. مبدأ تأثير القاعة:

الآلية:عندما يمر التيار عبر موصل، يتولد حوله مجال مغناطيسي. يضع حساس التيار بتأثير هول عنصر هول في هذا المجال المغناطيسي. وفقا لتأثير هول، عندما يمر التيار عبر عنصر هول ويكون في مجال مغناطيسي عمودي على اتجاه التيار، يتم توليد شدة المجال المغناطيسي وشدة التيار بين جانبي عنصر هول
فولتية هول كلها متناسبة. بقياس جهد هول هذا، يمكن حساب مقدار التيار القيد بالمقاس. كما أن حساسات هول ذات الحلقة المغلقة تعكس المجالات المغناطيسية عبر تيار التغذية الراجعة، مما يعزز الدقة والخطية.
الميزات:يمكنه قياس التيارات المتصلة والتيار المتناوب معا، ويوفر العزل الكهربائي، وله سرعة استجابة سريعة، وهو مناسب لنطاق التيارات الواسعة والقياسات عالية الدقة.

4. مبدأ فلوكسغيت:

الآلية:تستخدم حساسات فلوكسغيت خصائص المغنطة غير الخطية لمواد النواة المغناطيسية في مجال مغناطيسي متناوب. عادة ما تحتوي على نواة مغناطيسية مشبعة بسهولة وملف إثارة. عندما يتم تراكب المجال المغناطيسي الناتج عن التيار المستمر المقياس على المجال المغناطيسي المتردد الناتج عن ملف الإثارة، فإنه سيغير نقطة التشبع في النواة المغناطيسية، مما يؤثر بذلك على موجة الجهد المستحث لملف الإثارة. من خلال اكتشاف التغيرات في هذا الشكل الموجي، يمكن قياس التيار المستمر بدقة.
الميزات:حساسية عالية، قادرة على قياس التيار المستمر الضعيف، مع ثبات وخطية ممتازة.

5. مبدأ روجوفسكي لفافة:

الآلية:Aملف روغوسكيهو ملف مجوف يلف بشكل موحد حول هيكل عظمي غير مغناطيسي. يولد جهدا مستحثا عبر الملف عن طريق تحفيز مجال مغناطيسي متردد ناتج عن التيار المتردد الذي يتم قياسه. وفقا لقانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي، فإن هذا الجهد المستحث يتناسب طرديا مع معدل التغير (dI/dt) للتيار المقاس. للحصول على إشارة التيار، يجب دمج الجهد المستحث.
الميزات:لا توجد مشكلة في التشبع المغناطيسي، استجابة تردد واسعة، عزل عالي، مناسب لقياس التيارات الكبيرة، والتيارات عالية التردد، والتيارات العابرة.

التطبيقات الشائعة

لحساسات الجهد وحساسات التيار تطبيقات واسعة في الصناعة الحديثة والحياة اليومية. وهي مكونات رئيسية للعمل الطبيعي وتحسين العديد من الأنظمة.

التطبيقات الشائعة لحساسات الجهد:

1. مراقبة وحماية نظام الطاقة:

مراقبة جهد الشبكة:مراقبة فورية لمستوى الجهد في شبكة النقل والتوزيع لضمان تشغيل الشبكة بشكل مستقر ومنع تلف المعدات الناتجة عن جهد زائد أو جهد منخفض.
حماية المولد والمحولات:راقب خرج الجهد من المولدات والمحولات. بمجرد حدوث تقلبات جهد غير طبيعية، قم بتفعيل آلية الحماية فورا لمنع تلف المعدات.
تعويض القدرة التفاعلية:في أنظمة الطاقة، تستخدم حساسات الجهد لاكتشاف انحرافات الجهد وتوجيه أجهزة تعويض الطاقة التفاعلية لإجراء تعديلات لتحسين عامل الطاقة في شبكة الطاقة.

2. تطبيقات الطاقة المتجددة:

العاكس الشمسي:راقب جهد خرج اللوح الشمسي وجهد الإدخال/الخرج في العاكس لضمان أقصى كفاءة وجودة لتتبع نقاط الطاقة (MPPT).
توليد طاقة الرياح:راقب جهد خرج مولدات توربينات الرياح لضمان استقرار الجهد المتصل بالشبكة.
نظام تخزين الطاقة:في أنظمة تخزين طاقة البطارية، تستخدم حساسات الجهد لمراقبة جهد حزمة البطارية، وتقييم حالة الشحن (SOC) وحالة الصحة (SOH)، ومنع الشحن الزائد والتفريغ الزائد.

3. الأتمتة الصناعية والسيطرة:

إدارة الطاقة:راقب استقرار جهد مصدر الطاقة للمعدات الصناعية لضمان أن الجهاز يعمل عند الجهد المحدد.
التحكم الحركي:في محولات التردد وأنظمة السيرفو، تستخدم حساسات الجهد لاكتشاف جهد ناقل التيار المستمر وجهد طور المحرك لتحقيق تحكم دقيق.
التحكم في العمليات:في صناعات مثل الهندسة الكيميائية والمعادن، تستخدم حساسات الجهد لمراقبة معايير الجهد الكهربائي للمعدات الرئيسية أثناء عملية الإنتاج لضمان استقرار العملية.

4. المركبات الكهربائية ومحطات الشحن:

نظام إدارة البطاريات (BMS):تراقب بدقة جهد كل خلية بطارية في حزمة بطارية الطاقة في السيارات الكهربائية لمنع الشحن الزائد، والتفريغ الزائد، وعدم التوازن، وزيادة عمر البطارية.
أكوام الشحن:راقب الجهد أثناء عملية الشحن لضمان سلامة وكفاءة الشحن.

5. الإلكترونيات الاستهلاكية:

محول الطاقة:يراقب جهد الخرج لضمان استقرار مصدر الطاقة للجهاز.
الأجهزة المنزلية:بعض الأجهزة المنزلية عالية الجودة تدمج وظائف مراقبة الجهد لحماية الدوائر الداخلية.

التطبيقات الشائعة لأجهزة الاستشعار الحالية

1. مراقبة وحماية نظام الطاقة:

مراقبة تيار شبكة الطاقة:مراقبة الحمل الحالي في شبكة النقل والتوزيع في الوقت الحقيقي لمنع التحميل الزائد وتحسين توزيع الطاقة.
الحماية من القصر والتحميل الزائد:اكتشاف التيارات الكبيرة غير الطبيعية في الدائرة، وتشغيل قواطع الدائرة أو الصمامات للعمل، وحماية المعدات والأخناط.
تشخيص الخطأ:من خلال تحليل شكل موجة التيار ومقدارها، يتم تشخيص مشاكل مثل أعطال التأريض والدوائر القصيرة بين الطور في نظام الطاقة.

2. تطبيقات الطاقة المتجددة:

العاكس الشمسي:راقب تيار الإدخال والمخرج من العاكس، وقيم كفاءة توليد الطاقة وجودة الطاقة.
توليد طاقة الرياح:مراقبة تيار خرج مولد توربين الرياح لضمان استقرار التيار المتصل بالشبكة.
نظام تخزين الطاقة:راقب تيار الشحن والتفريغ من حزمة البطارية، وإجراء إدارة دقيقة لحالة الشحن (SOC)، وتقييم صحة البطارية.

3. الأتمتة الصناعية والسيطرة:

قيادة المحرك والتحكم:قياس تيار المحرك بدقة، وتطبيق استراتيجيات تحكم متقدمة مثل التحكم في المتجه والتحكم في العزم، وتعزيز كفاءة وأداء المحرك.
مراقبة الأحمال:مراقبة الاستهلاك الحالي للمعدات على خط الإنتاج، تحديد حالة تشغيل المعدات، وإجراء الصيانة التنبؤية.
معدات اللحام:تحكم بدقة في تيار اللحام لضمان جودة اللحام.

4. المركبات الكهربائية ومحطات الشحن:

نظام إدارة البطاريات (BMS):تراقب بدقة تيار الشحن والتفريغ لحزمة بطارية الطاقة في السيارات الكهربائية، وتمنع التيار الزائد، وتضمن سلامة البطارية.
أكوام الشحن:راقب تيار الشحن لتحقيق شحن مستمر وتحكم دقيق في عملية الشحن.

5. تطبيقات المنزل والمباني الذكية:

مراقبة استهلاك الطاقة:راقب تيار الكهرباء في الوقت الحقيقي في منزل أو مبنى لمساعدة المستخدمين على فهم استهلاك الطاقة وتحقيق إدارة توفير الطاقة.
حماية من التسرب:من خلال اكتشاف تيار التسرب، يقطع مصدر الطاقة بسرعة لمنع حوادث الصدمات الكهربائية.

6. الأجهزة الطبية:

مصدر الطاقة الطبية:مراقبة تيار الطاقة للمعدات الطبية لضمان استقرار التشغيل وسلامة المرضى.
معدات التشخيص:في بعض أجهزة التشخيص، تستخدم حساسات التيار لقياس إشارات التيار البيولوجي الضعيفة.