La scelta del sensore di corrente giusto non deve necessariamente essere frutto di congetture
● Applicazioni
I sensori di corrente rilevano il flusso di corrente CA o CC in un filo o in un circuito. Possono essere utilizzati per rilevare una condizione di corrente on/off/a impulsi o per misurare l'entità della corrente nel filo o nella traccia. Questa discussione è limitata ai sensori di corrente CA.
I sensori di corrente ideali non utilizzerebbero alcuna energia per rilevare la corrente nel filo o nella traccia, ma i sensori di corrente reali richiedono parte dell'energia del circuito per fornire le informazioni. I sensori di corrente vengono spesso utilizzati per misurare e controllare la corrente di carico negli alimentatori, nei circuiti di sicurezza e in una varietà di circuiti di controllo. Nelle applicazioni in cui è richiesto il controllo della corrente, come negli alimentatori, il rilevamento accurato dell'entità della corrente è un requisito fondamentale.
Nelle applicazioni a corrente pulsata o dove è necessario solo rilevare una condizione attiva, come in alcuni circuiti di sicurezza, l'entità precisa della corrente potrebbe non essere richiesta. In altri circuiti di sicurezza, la corrente rilevata può essere utilizzata per attivare uno spegnimento quando la corrente supera un limite preimpostato.
● Tecnologia
Un resistore può essere utilizzato per rilevare la corrente misurando la caduta di tensione ai capi del resistore. Per la legge di Ohm, la corrente rilevata I=V/R. Utilizzando un resistore di basso valore in serie con la corrente misurata si mantiene al minimo la caduta di tensione e la perdita dovuta alla dissipazione. Sembra semplice, ma poiché la caduta di tensione è bassa su una resistenza così piccola, potrebbe essere necessaria un'amplificazione della tensione per rilevarla, creando ulteriore complessità del circuito. I sensori di corrente shunt campionano una piccola frazione proporzionale della corrente rilevata. La corrente viene deviata attraverso un resistore parallelo e viene misurata la caduta di tensione. Come con il resistore in serie, la caduta di tensione è proporzionale alla corrente rilevata. I trasformatori di rilevamento della corrente vengono generalmente utilizzati per il rilevamento della corrente CA. Questi dispositivi di rilevamento della corrente possono utilizzare un singolo filo del circuito per fungere da primario del trasformatore oppure possono avere l'avvolgimento primario fornito.
Questi trasformatori di rilevamento della corrente CA sviluppano una corrente nel secondario proporzionale alla corrente rilevata nel primario. La corrente secondaria viene misurata come caduta di tensione attraverso il resistore terminale (RT). Utilizzando un trasformatore di corrente a basso rapporto spire (pri/sec<<1), the current drawn through the terminating resistor is minimized. This also reduces the voltage produced across the terminating resistor, which may then require amplification if that output voltage is too low. Choice of transformer turns ratio and terminating resistor must balance the desire for low current draw against the need for sufficient output voltage.
Selezione di sensori/trasformatori di corrente CA La selezione di un sensore di corrente appropriato richiede l'intervallo di frequenza e la corrente nominale del sensore per le condizioni dell'applicazione. Ulteriori considerazioni riguardano il tipo di sensore, il montaggio (montaggio superficiale o foro passante), il rapporto di rotazione e le dimensioni complessive. Il tipo di sensore può essere un "solo sensore", in cui un conduttore integrato nell'applicazione funge da primario oppure può essere un trasformatore di corrente in cui è incluso il primario.
La corrente e la frequenza nel caso peggiore determinano la densità di flusso più alta che sarà vista dal sensore o dal trasformatore. Superare 2000 Gauss per la maggior parte dei sensori di corrente CA significa che l'uscita diventa non lineare rispetto alla corrente rilevata e la tensione di uscita non è più strettamente proporzionale alla corrente di ingresso. Turni secondari più alti aiutano a mantenere la densità del flusso al di sotto di questo limite. Per i sensori di corrente del tipo a foro passante, il rapporto spire può essere notevolmente ridotto eseguendo ulteriori spire (un passaggio attraverso il foro equivale a una spira) se le dimensioni del filo e del foro lo consentono. Ciò consente di utilizzare un trasformatore di corrente di ingresso più elevato per fornire una tensione di uscita più elevata attraverso il resistore di terminazione.
Lo strumento calcola la resistenza terminale richiesta (RT) in base alla corrente di ingresso massima (Ipri), al numero di spire secondarie (Nsec) e alla tensione di uscita (Vout) mediante: RT=Nsec × Vout/Ipri (Calcoli in base a un 1-turno primario.)
Lo strumento calcola anche la densità di flusso massima del secondario, in base alla tensione di uscita (Vout), al ciclo di lavoro, alle spire secondarie e alla frequenza per assicurarsi che non superi i 2000 Gauss.
● Conclusione
La scelta di un trasformatore di rilevamento della corrente appropriato richiede la conoscenza della corrente massima rilevata prevista, della frequenza e del ciclo di lavoro della corrente rilevata, nonché della tensione di uscita desiderata corrispondente alla corrente massima rilevata prevista.