వేర్వేరు ప్రస్తుత సెన్సార్లను ఉపయోగించి ప్రస్తుత సెన్సింగ్ పద్ధతులు

ఎలక్ట్రానిక్స్ లేదా ఎలక్ట్రికల్ ఇంజనీరింగ్‌లో కరెంట్ చాలా క్లిష్టమైన అంశం. ఎలక్ట్రానిక్స్లో, కరెంట్ కొన్ని నానో-ఆంపియర్ల నుండి వందల ఆంపియర్ల వరకు బ్యాండ్విడ్త్ కలిగి ఉంటుంది. ఎలక్ట్రికల్ డొమైన్‌లో ఈ పరిధి చాలా వేల ఆంపియర్‌లకు, ముఖ్యంగా పవర్ గ్రిడ్లలో చాలా విస్తృతంగా ఉంటుంది. సర్క్యూట్ లేదా కండక్టర్ లోపల కరెంట్‌ను గ్రహించడానికి మరియు కొలవడానికి వివిధ పద్ధతులు ఉన్నాయి. ఈ వ్యాసంలో, వివిధ ప్రస్తుత సెన్సింగ్ పద్ధతులను ఉపయోగించి వాటి ప్రయోజనాలు, అప్రయోజనాలు మరియు అనువర్తనాలతో కరెంట్‌ను ఎలా కొలిచాలో మేము చర్చిస్తాము .

హాల్ ఎఫెక్ట్ సెన్సార్ కరెంట్ సెన్సింగ్ మెథడ్

హాల్ ఎఫెక్ట్‌ను అమెరికన్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త ఎడ్విన్ హెర్బర్ట్ హాల్ కనుగొన్నారు మరియు ప్రస్తుతాన్ని గ్రహించడానికి దీనిని ఉపయోగించవచ్చు. ఇది సాధారణంగా అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని గుర్తించడానికి ఉపయోగిస్తారు మరియు స్పీడోమీటర్, డోర్ అలారం, DIY BLDC వంటి అనేక అనువర్తనాలలో ఉపయోగపడుతుంది.

హాల్ ఎఫెక్ట్ సెన్సార్ అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని బట్టి అవుట్పుట్ వోల్టేజ్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ యొక్క నిష్పత్తి అయస్కాంత క్షేత్రానికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది. ప్రస్తుత సెన్సింగ్ ప్రక్రియలో, అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని కొలవడం ద్వారా ప్రవాహాన్ని కొలుస్తారు. అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ చాలా తక్కువగా ఉంది మరియు చాలా తక్కువ శబ్దంతో అధిక లాభ యాంప్లిఫైయర్ను ఉపయోగించడం ద్వారా ఉపయోగకరమైన విలువకు విస్తరించాల్సిన అవసరం ఉంది. యాంప్లిఫైయర్ సర్క్యూట్ కాకుండా హాల్ ఎఫెక్ట్ సెన్సార్‌కు సరళ ట్రాన్స్‌డ్యూసర్‌గా ఉన్నందున అదనపు సర్క్యూట్రీ అవసరం.

ప్రోస్:

1. అధిక పౌన.పున్యంలో ఉపయోగించవచ్చు.
2. AC మరియు DC రెండింటిలోనూ ఖచ్చితంగా ఉపయోగించవచ్చు.
3. నాన్ కాంటాక్ట్ ఆధారిత పద్ధతి.
4. కఠినమైన వాతావరణంలో ఉపయోగించవచ్చు.
5. ఇది నమ్మదగినది.

కాన్స్:

1. సెన్సార్ ప్రవహిస్తుంది మరియు పరిహారం అవసరం.
2. ఉపయోగకరమైన అవుట్పుట్ కోసం అదనపు సర్క్యూట్ అవసరం.
3. షంట్ ఆధారిత టెక్నిక్ కంటే ఖరీదైనది.

హాల్ ఎఫెక్ట్ సెన్సార్లను బిగింపు మీటర్లలో మరియు అనేక పారిశ్రామిక మరియు ఆటోమోటివ్ కరెంట్ సెన్సింగ్ అనువర్తనాలలో ఉపయోగిస్తారు. అనేక రకాల లీనియర్ హాల్ ఎఫెక్ట్ సెన్సార్ అనేక మిలి-ఆంప్స్ నుండి వేలాది ఆంపియర్ల వరకు కరెంట్‌ను గ్రహించగలదు. ఈ కారణంగా, కండక్టర్ కరెంట్‌ను పర్యవేక్షించడానికి స్మార్ట్ గ్రిడ్ మానిటరింగ్ అప్లికేషన్ వేరే రకం హాల్ ఎఫెక్ట్ సెన్సార్‌ను కూడా ఉపయోగిస్తుంది.

ఫ్లక్స్ గేట్ సెన్సార్ కరెంట్ సెన్సింగ్ విధానం

ఫ్లక్స్గేట్ సెన్సింగ్ టెక్నిక్ కోసం సంతృప్త ఇండక్టర్ ప్రధాన భాగం. ఈ కారణంగా, ఫ్లక్స్గేట్ సెన్సార్‌ను సాచురబుల్ ఇండక్టర్ కరెంట్ సెన్సార్ అంటారు. ఫ్లక్స్గేట్ సెన్సార్ కోసం ఉపయోగించే ఇండక్టర్ కోర్ సంతృప్త ప్రాంతంలో పనిచేస్తుంది. ఈ ప్రేరక యొక్క సంతృప్త స్థాయి అత్యంత సున్నితమైనది మరియు ఏదైనా అంతర్గత లేదా బాహ్య ప్రవాహ సాంద్రత ప్రేరక యొక్క సంతృప్త స్థాయిని మారుస్తుంది. కోర్ యొక్క పారగమ్యత నేరుగా సంతృప్త స్థాయికి అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది, అందువల్ల ఇండక్టెన్స్ కూడా మారుతుంది. ఇండక్టర్ విలువలో ఈ మార్పు ప్రవాహాన్ని గ్రహించడానికి ఫ్లక్స్ గేట్ సెన్సార్ ద్వారా విశ్లేషించబడుతుంది. కరెంట్ ఎక్కువగా ఉంటే, ఇండక్టెన్స్ తక్కువగా ఉంటుంది, కరెంట్ తక్కువగా ఉంటే, ఇండక్టెన్స్ ఎక్కువగా ఉంటుంది.

హాల్ ఎఫెక్ట్ సెన్సార్ ఫ్లక్స్ గేట్ సెన్సార్ మాదిరిగానే పనిచేస్తుంది, కానీ వాటి మధ్య ఒక వ్యత్యాసం ఉంది. వ్యత్యాసం కోర్ పదార్థంలో ఉంది. ఫ్లక్స్ గేట్ సెన్సార్ సంతృప్త ప్రేరకాన్ని ఉపయోగిస్తుంది కాని హాల్ ఎఫెక్ట్ సెన్సార్ ఎయిర్ కోర్ని ఉపయోగిస్తుంది.

పై చిత్రంలో, ఫ్లక్స్ గేట్ సెన్సార్ యొక్క ప్రాథమిక నిర్మాణం చూపబడింది. ప్రాధమిక మరియు ద్వితీయ రెండు కాయిల్స్ సంతృప్త ఇండక్టర్ కోర్ చుట్టూ చుట్టి ఉన్నాయి. ప్రస్తుత ప్రవాహంలో మార్పులు కోర్ పారగమ్యతను మార్చగలవు, ఫలితంగా ఇతర కాయిల్‌లో ఇండక్టెన్స్ మారుతుంది.

ప్రోస్:

1. విస్తృత శ్రేణి పౌన.పున్యంలో కొలవవచ్చు.
2. గొప్ప ఖచ్చితత్వాన్ని కలిగి ఉంది.
3. తక్కువ ఆఫ్‌సెట్ మరియు డ్రిఫ్ట్‌లు.

కాన్స్:

1. హై సెకండరీ విద్యుత్ వినియోగం
2. ప్రాధమిక కండక్టర్‌లో వోల్టేజ్ లేదా ప్రస్తుత శబ్దం కోసం ప్రమాద కారకం పెరుగుతుంది.
3. DC లేదా తక్కువ-ఫ్రీక్వెన్సీ AC కి మాత్రమే సరిపోతుంది.

ప్రవాహాన్ని గ్రహించడానికి సౌర ఇన్వర్టర్లలో ఫ్లక్స్గేట్ సెన్సార్లను ఉపయోగిస్తారు. ఇది కాకుండా, క్లోజ్డ్-లూప్ ఎసి మరియు డిసి కరెంట్ కొలతను ఫ్లక్స్ గేట్ సెన్సార్లను ఉపయోగించడం ద్వారా సులభంగా చేయవచ్చు. ఫ్లక్స్ గేట్ కరెంట్ సెన్సింగ్ పద్ధతిని లీకేజ్ కరెంట్ కొలత, ఓవర్ కరెంట్ డిటెక్షన్ మొదలైన వాటిలో కూడా ఉపయోగించవచ్చు.

రోగోవ్స్కీ కాయిల్ కరెంట్ సెన్సింగ్ విధానం

రోగోవ్స్కీ కాయిల్‌కు జర్మన్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త వాల్టర్ రోగోవ్స్కీ పేరు పెట్టారు. రోగోవ్స్కీ కాయిల్ ఒక హెలికల్ షేప్ ఎయిర్ కోర్ కాయిల్ ఉపయోగించి తయారు చేయబడింది మరియు ప్రస్తుత కొలత కోసం లక్ష్య కండక్టర్ చుట్టూ చుట్టబడుతుంది.

పై చిత్రంలో, రోగోవ్స్కీ కాయిల్ అదనపు సర్క్యూట్‌తో చూపబడింది. అదనపు సర్క్యూట్ ఒక ఇంటిగ్రేటర్ సర్క్యూట్. రోగోవ్స్కీ కాయిల్ కండక్టర్లో ప్రస్తుత మార్పు రేటును బట్టి అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ను అందిస్తుంది. ప్రస్తుతానికి అనులోమానుపాతంలో ఉన్న అవుట్పుట్ వోల్టేజ్ తయారీకి అదనపు ఇంటిగ్రేటర్ సర్క్యూట్ అవసరం.

ప్రోస్:

1. వేగవంతమైన హై-ఫ్రీక్వెన్సీ ప్రస్తుత మార్పును గుర్తించడం మంచి పద్ధతి.
2. ద్వితీయ వైండింగ్ నిర్వహణ పరంగా సురక్షితమైన ఆపరేషన్.
3. తక్కువ ఖర్చుతో కూడిన పరిష్కారం.
4. ఓపెన్ లూప్ నిర్మాణం కారణంగా నిర్వహణలో వశ్యత.
5. ఉష్ణోగ్రత పరిహారం సంక్లిష్టంగా లేదు.

కాన్స్:

1. ఎసికి మాత్రమే సరిపోతుంది
2. ప్రస్తుత ట్రాన్స్ఫార్మర్ కంటే తక్కువ సున్నితత్వాన్ని కలిగి ఉంది.

రోగోవ్స్కీ కాయిల్ విస్తృత శ్రేణి అనువర్తనాన్ని కలిగి ఉంది. ఉదాహరణకు, పెద్ద పవర్ మాడ్యూళ్ళలో కరెంట్ యొక్క కొలత, ముఖ్యంగా MOSFET లు లేదా హై పవర్ ట్రాన్సిస్టర్‌లలో లేదా IGBT అంతటా. రోగోవ్స్కీ కాయిల్ సౌకర్యవంతమైన కొలిచే ఎంపికను అందిస్తుంది. రోగోవ్స్కీ కాయిల్ ప్రతిస్పందన ట్రాన్సియెంట్స్ లేదా హై-ఫ్రీక్వెన్సీ సైనూసోయిడల్ తరంగాలపై చాలా వేగంగా ఉన్నందున, విద్యుత్ లైన్లలో అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ కరెంట్ ట్రాన్సియెంట్లను కొలవడం మంచి ఎంపిక. విద్యుత్ పంపిణీలో లేదా స్మార్ట్ గ్రిడ్‌లో, రోగోవ్స్కీ కాయిల్ ప్రస్తుత కొలతలకు అద్భుతమైన వశ్యతను అందిస్తుంది.

ప్రస్తుత ట్రాన్స్ఫార్మర్ కరెంట్ సెన్సింగ్ పద్ధతి

ప్రస్తుత ట్రాన్స్ఫార్మర్ లేదా CT ను సెకండరీ వోల్ట్ ద్వారా కరెంట్ గ్రహించడానికి ఉపయోగిస్తారు, ఇది సెకండరీ కాయిల్లోని కరెంట్ తో అనులోమానుపాతంలో ఉంటుంది. ఇది పారిశ్రామిక ట్రాన్స్ఫార్మర్, దాని ద్వితీయ కాయిల్లో వోల్టేజ్ లేదా కరెంట్ యొక్క పెద్ద విలువను చాలా చిన్న విలువగా మారుస్తుంది. కొలత ద్వితీయ ఉత్పత్తి అంతటా తీసుకోబడుతుంది.

పై చిత్రంలో, నిర్మాణం చూపబడింది. ఇది 1: N గా ప్రాధమిక మరియు ద్వితీయ నిష్పత్తి కలిగిన ఆదర్శ CT ట్రాన్స్ఫార్మర్. N ట్రాన్స్ఫార్మర్ యొక్క ప్రత్యేకతలపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ట్రాన్స్ఫార్మర్ల గురించి ఇక్కడ మరింత తెలుసుకోండి.

ప్రోస్:

1. ఈ వ్యాసంలో చూపిన ఇతర పద్ధతుల కంటే పెద్ద ప్రస్తుత నిర్వహణ సామర్థ్యం.
2. అదనపు సర్క్యూట్ అవసరం లేదు.

కాన్స్:

1. నిర్వహణ అవసరం.
2. అయస్కాంతీకరణ కారణంగా హిస్టెరిసిస్ సంభవిస్తుంది.
3. హై ప్రైమరీ కరెంట్ ఫెర్రైట్ కోర్ పదార్థాలను సంతృప్తపరుస్తుంది.

CT ట్రాన్స్ఫార్మర్ బేస్డ్ కరెంట్ సెన్సింగ్ టెక్నిక్ యొక్క ప్రధాన ఉపయోగం చాలా ఎక్కువ ప్రస్తుత కొలత సామర్థ్యం కారణంగా పవర్ గ్రిడ్‌లో ఉంది. ఆల్టర్నేటింగ్ కరెంట్ యొక్క కొలత కోసం కొన్ని క్లాంప్ మీటర్లు ప్రస్తుత ట్రాన్స్ఫార్మర్ను కూడా ఉపయోగిస్తాయి.

షంట్ రెసిస్టర్ కరెంట్ సెన్సింగ్ మెథడ్

ప్రస్తుత సెన్సింగ్ పద్ధతుల్లో ఇది ఎక్కువగా ఉపయోగించే పద్ధతి. ఈ టెక్నిక్ ఓమ్స్ చట్టం మీద ఆధారపడి ఉంటుంది.

శ్రేణిలో తక్కువ-విలువ నిరోధకం కరెంట్‌ను గ్రహించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. తక్కువ-విలువ నిరోధకం ద్వారా ప్రస్తుత ప్రవాహం చేసినప్పుడు, ఇది రెసిస్టర్ అంతటా వోల్టేజ్ వ్యత్యాసాన్ని ఉత్పత్తి చేస్తుంది.

ఒక ఉదాహరణ తీసుకుందాం.

1-ఓం రెసిస్టర్ ద్వారా 1A కరెంట్ ప్రవహిస్తుందని అనుకుందాం. ఓం యొక్క చట్టం ప్రకారం వోల్టేజ్ ప్రస్తుత x నిరోధకతకు సమానం. అందువల్ల, 1-ఓం రెసిస్టర్ ద్వారా 1A ప్రస్తుత ప్రవాహం ఉన్నప్పుడు, ఇది రెసిస్టర్ అంతటా 1V ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. రెసిస్టర్ యొక్క వాటేజ్ పరిగణించవలసిన క్లిష్టమైన అంశం. అయినప్పటికీ, మార్కెట్లో చాలా తక్కువ విలువ నిరోధకాలు కూడా అందుబాటులో ఉన్నాయి, ఇక్కడ నిరోధకత మిలీ-ఓమ్స్ పరిధిలో ఉంటుంది. అటువంటి సందర్భంలో, రెసిస్టర్ అంతటా వోల్టేజ్ వ్యత్యాసం కూడా చాలా తక్కువగా ఉంటుంది. వోల్టేజ్ యొక్క వ్యాప్తిని పెంచడానికి అధిక లాభ యాంప్లిఫైయర్ అవసరం మరియు చివరకు, రివర్స్ లెక్కింపు ప్రాతిపదికను ఉపయోగించి ప్రస్తుతాన్ని కొలుస్తారు.

ఈ రకమైన ప్రస్తుత సెన్సింగ్ టెక్నిక్‌కు ప్రత్యామ్నాయ విధానం ఏమిటంటే పిసిబి ట్రేస్‌ను షంట్ రెసిస్టర్‌గా ఉపయోగించడం. పిసిబి యొక్క రాగి ట్రేస్ చాలా చిన్న ప్రతిఘటనను అందిస్తుంది కాబట్టి, కరెంట్‌ను కొలవడానికి ట్రేస్‌ని ఉపయోగించవచ్చు. ఏదేమైనా, అటువంటి ప్రత్యామ్నాయ విధానంలో, ఖచ్చితమైన ఫలితాన్ని పొందడానికి అనేక డిపెండెన్సీలు కూడా చాలా ఆందోళన కలిగిస్తాయి. ఆట మారే ప్రధాన అంశం ఉష్ణోగ్రత డ్రిఫ్టింగ్. ఉష్ణోగ్రతపై ఆధారపడి, ట్రేస్ రెసిస్టెన్స్ మారుతుంది, ఫలితంగా లోపం వస్తుంది. అనువర్తనంలో ఈ లోపాన్ని భర్తీ చేయాలి.

ప్రోస్:

1. చాలా తక్కువ ఖర్చుతో కూడిన పరిష్కారం
2. ఎసి, డిసిలలో పనిచేయగలదు.
3. అదనపు పరికరాలు అవసరం లేదు.

కాన్స్:

1. వేడి వెదజల్లడం వల్ల అధిక కరెంట్ ఆపరేషన్‌కు తగినది కాదు.
2. రెసిస్టర్ అంతటా శక్తి వృధా కావడం వల్ల షంట్ కొలత సిస్టమ్ సామర్థ్యంలో అనవసరమైన తగ్గుదలని అందిస్తుంది.
3. థర్మల్ డ్రిఫ్ట్ అధిక-ఉష్ణోగ్రత అనువర్తనంలో లోపం ఫలితాన్ని అందిస్తుంది.

షంట్ రెసిస్టర్ యొక్క అప్లికేషన్ డిజిటల్ ఆంప్ మీటర్‌ను కలిగి ఉంటుంది. ఇది హాల్ ఎఫెక్ట్ సెన్సార్ కాకుండా ఖచ్చితమైన మరియు చౌకైన పద్ధతి. షంట్ రెసిస్టర్ తక్కువ నిరోధక మార్గాన్ని కూడా అందిస్తుంది మరియు ఒక విద్యుత్ ప్రవాహాన్ని ఒక సర్క్యూట్లో ఒక బిందువును మరొక బిందువుకు దాటడానికి అనుమతిస్తుంది.

సరైన కరెంట్ సెన్సింగ్ పద్ధతిని ఎలా ఎంచుకోవాలి?

ప్రస్తుత సెన్సింగ్ కోసం సరైన పద్ధతిని ఎంచుకోవడం చాలా కష్టం కాదు. సరైన పద్ధతిని ఎంచుకోవడానికి కొన్ని అంశాలు పరిగణించాల్సిన అవసరం ఉంది:

1. ఎంత ఖచ్చితత్వం అవసరం?
2. DC లేదా AC కొలత లేదా రెండూ?
3. ఎంత విద్యుత్ వినియోగం అవసరం?
4. కొలవవలసిన ప్రస్తుత పరిధి మరియు బ్యాండ్‌విడ్త్ ఎంత?
5. ఖర్చు.

అవి కాకుండా, ఆమోదయోగ్యమైన సున్నితత్వం మరియు జోక్యం తిరస్కరణను కూడా పరిగణించాల్సిన అవసరం ఉంది. ప్రతి కారకాన్ని సంతృప్తిపరచలేనందున, అనువర్తన అవసరాల ప్రాధాన్యతను బట్టి ఒక లక్షణాన్ని మరొకదానితో రాజీ చేయడానికి కొన్ని ట్రేడ్-ఆఫ్‌లు చేయబడతాయి.