ในขอบเขตของวิศวกรรมไฟฟ้า เซ็นเซอร์กระแสไฟฟ้ากระแสสลับที่ติดตั้งแผงวงจรพิมพ์ (PCB) มีบทบาทสำคัญในการวัดและตรวจสอบกระแสไฟฟ้ากระแสสลับ (AC) ในการใช้งานจำนวนมาก ในฐานะซัพพลายเออร์เซ็นเซอร์กระแสไฟ AC สำหรับติดตั้งบน PCB คุณภาพสูง ฉันมักถูกถามเกี่ยวกับผลกระทบของสนามแม่เหล็กภายนอกที่มีต่อเซ็นเซอร์เหล่านี้ การทำความเข้าใจผลกระทบเหล่านี้ถือเป็นสิ่งสำคัญในการรับรองความถูกต้องและความน่าเชื่อถือของระบบการวัดในปัจจุบัน
หลักการของเซ็นเซอร์กระแสไฟ AC สำหรับการติดตั้ง PCB
ก่อนที่จะเจาะลึกผลกระทบของสนามแม่เหล็กภายนอก จำเป็นต้องทำความเข้าใจว่าเซ็นเซอร์กระแสไฟ AC ที่ติดตั้งบน PCB ทำงานอย่างไร เซ็นเซอร์เหล่านี้ได้รับการออกแบบมาเพื่อวัดกระแสที่ไหลผ่านตัวนำ เซ็นเซอร์กระแสไฟฟ้ากระแสสลับที่ติดตั้งบน PCB มีหลายประเภท รวมถึงหม้อแปลงกระแสไฟฟ้า เซ็นเซอร์ฮอลล์เอฟเฟกต์ และคอยล์ Rogowski
หม้อแปลงกระแสไฟฟ้าทำงานตามหลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า เมื่อกระแสไฟ AC ไหลผ่านขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลงกระแส มันจะสร้างสนามแม่เหล็ก ซึ่งจะเหนี่ยวนำกระแสไฟฟ้าตามสัดส่วนในขดลวดทุติยภูมิ กระแสทุติยภูมินี้สามารถวัดได้เพื่อกำหนดค่าของกระแสหลัก
ในทางกลับกัน เซ็นเซอร์ฮอลล์เอฟเฟกต์นั้นอาศัยปรากฏการณ์ฮอลล์เอฟเฟกต์ เมื่อตัวนำกระแสไฟฟ้าวางอยู่ในสนามแม่เหล็ก แรงดันไฟฟ้าจะถูกสร้างขึ้นในแนวตั้งฉากกับทั้งกระแสและทิศทางของสนามแม่เหล็ก การวัดแรงดันฮอลล์นี้สามารถกำหนดความแรงของสนามแม่เหล็กและกระแสในตัวนำได้
ขดลวด Rogowski สร้างแรงดันไฟฟ้าตามสัดส่วนกับอัตราการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กที่เกิดจากกระแสไฟฟ้ากระแสสลับที่ไหลผ่านตัวนำ จากนั้นแรงดันเอาต์พุตของคอยล์ Rogowski จะถูกรวมเข้าด้วยกันเพื่อให้ได้ค่าปัจจุบัน
อิทธิพลของสนามแม่เหล็กภายนอกต่อเซ็นเซอร์กระแสไฟ AC ที่ติดตั้งบน PCB
ผลกระทบต่อความแม่นยำในการวัด
สนามแม่เหล็กภายนอกอาจส่งผลกระทบอย่างมากต่อความแม่นยำในการวัดของเซ็นเซอร์วัดกระแสไฟ AC ที่ติดตั้งบน PCB เนื่องจากเซ็นเซอร์เหล่านี้ทำงานโดยอาศัยการตรวจจับสนามแม่เหล็ก สนามแม่เหล็กภายนอกใดๆ จึงสามารถทำให้เกิดการรบกวนได้ ตัวอย่างเช่น ในหม้อแปลงกระแสไฟฟ้า สนามแม่เหล็กภายนอกอาจทำให้เกิดกระแสเหนี่ยวนำเพิ่มเติมในขดลวดทุติยภูมิ ซึ่งนำไปสู่การวัดกระแสปฐมภูมิที่ไม่ถูกต้อง
การศึกษาพบว่าแม้แต่สนามแม่เหล็กภายนอกที่ค่อนข้างอ่อนก็อาจทำให้เกิดข้อผิดพลาดที่เห็นได้ชัดเจนในการวัดกระแสไฟฟ้า ในสภาพแวดล้อมทางอุตสาหกรรม ซึ่งมักจะมีมอเตอร์ขนาดใหญ่ หม้อแปลงไฟฟ้า และอุปกรณ์ไฟฟ้ากำลังสูงอื่นๆ สนามแม่เหล็กที่สร้างโดยอุปกรณ์เหล่านี้อาจรบกวนการทำงานของเซ็นเซอร์กระแสไฟ AC ที่ติดตั้งบน PCB การทดสอบในห้องปฏิบัติการพบว่าสนามแม่เหล็กภายนอกที่มีความแรงเพียงไม่กี่มิลลิวินาทีอาจทำให้เกิดข้อผิดพลาดได้มากถึงหลายเปอร์เซ็นต์ในผลการวัดของเซ็นเซอร์บางตัว
การบิดเบือนสัญญาณ
สนามแม่เหล็กภายนอกยังสามารถทำให้เกิดการบิดเบือนของสัญญาณในเซ็นเซอร์กระแสไฟ AC ที่ติดตั้งบน PCB ในฮอลล์ - เซนเซอร์เอฟเฟกต์ การมีสนามแม่เหล็กภายนอกสามารถเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าของฮอลล์ ส่งผลให้สัญญาณเอาท์พุตบิดเบี้ยว การบิดเบือนนี้สามารถแสดงออกมาเป็นการเปลี่ยนแปลงรูปร่างของรูปคลื่นเอาท์พุตหรือการเพิ่มสัญญาณรบกวนที่ไม่ต้องการ
ตัวอย่างเช่น หากใช้เซ็นเซอร์กระแสไฟ AC เพื่อตรวจสอบกระแสในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับไซน์ซอยด์ สนามแม่เหล็กภายนอกอาจทำให้สัญญาณเอาท์พุตเบี่ยงเบนไปจากรูปคลื่นไซน์ซอยด์ที่สมบูรณ์แบบ การบิดเบือนของสัญญาณนี้อาจทำให้ยากต่อการวิเคราะห์พารามิเตอร์ทางไฟฟ้าของวงจร เช่น ค่าตัวประกอบกำลังและปริมาณฮาร์มอนิกอย่างแม่นยำ
ความอิ่มตัวของเซ็นเซอร์
ในบางกรณี สนามแม่เหล็กภายนอกที่รุนแรงอาจทำให้แกนแม่เหล็กของหม้อแปลงกระแสหรือส่วนประกอบอื่นๆ ที่ไวต่อแม่เหล็กในเซ็นเซอร์อิ่มตัว เมื่อความอิ่มตัวเกิดขึ้น ความสัมพันธ์ระหว่างกระแสอินพุตและสัญญาณเอาท์พุตของเซนเซอร์จะไม่เป็นเส้นตรงอีกต่อไป และเซนเซอร์อาจไม่สามารถวัดกระแสได้อย่างแม่นยำ
ตัวอย่างเช่น ในทรานสดิวเซอร์กระแสพาสซีฟที่ติดตั้งบน PCB หากสนามแม่เหล็กภายนอกแรงเพียงพอ แกนแม่เหล็กอาจถึงจุดอิ่มตัว ส่งผลให้กระแสเอาท์พุตลดระดับลงและไม่เพิ่มตามสัดส่วนกับกระแสอินพุทอีกต่อไป ซึ่งอาจนำไปสู่การอ่านค่าที่ไม่ถูกต้อง และอาจทำให้เซ็นเซอร์เสียหายได้หากสภาวะความอิ่มตัวยังคงอยู่
การบรรเทาผลกระทบจากสนามแม่เหล็กภายนอก
การป้องกัน
วิธีหนึ่งที่มีประสิทธิภาพในการบรรเทาผลกระทบของสนามแม่เหล็กภายนอกคือการป้องกัน วัสดุป้องกันแม่เหล็กสามารถใช้เพื่อล้อมรอบเซ็นเซอร์กระแสไฟ AC ที่ติดตั้งบน PCB เพื่อลดอิทธิพลของสนามแม่เหล็กภายนอก ตัวอย่างเช่น mu - metal ซึ่งมีความสามารถในการซึมผ่านของแม่เหล็กสูงสามารถนำมาใช้เพื่อสร้างเปลือกป้องกันสำหรับเซ็นเซอร์ได้ กรอบเหล่านี้สามารถเปลี่ยนเส้นทางเส้นสนามแม่เหล็กภายนอกรอบๆ เซนเซอร์ได้ ซึ่งช่วยลดความแรงของสนามแม่เหล็กภายในกรอบให้เหลือน้อยที่สุด
อย่างไรก็ตาม การป้องกันไม่ใช่วิธีแก้ปัญหาที่สมบูรณ์แบบเสมอไป ประสิทธิผลของการกำบังขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น ชนิดและความหนาของวัสดุกำบัง รูปร่างของกล่องกำบัง และความแข็งแรงและทิศทางของสนามแม่เหล็กภายนอก ในบางกรณี อาจจำเป็นต้องมีการออกแบบการป้องกันที่ซับซ้อนเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่น่าพึงพอใจ
การวางตำแหน่งเซ็นเซอร์
การวางตำแหน่งเซ็นเซอร์อย่างเหมาะสมสามารถช่วยลดผลกระทบของสนามแม่เหล็กภายนอกได้ ด้วยการเลือกตำแหน่งของเซ็นเซอร์วัดกระแสไฟ AC ที่ติดตั้งบน PCB อย่างระมัดระวัง จึงสามารถวางเซ็นเซอร์ไว้ในบริเวณที่มีความแรงของสนามแม่เหล็กภายนอกค่อนข้างต่ำ ตัวอย่างเช่น สามารถวางเซ็นเซอร์ให้ห่างจากอุปกรณ์ไฟฟ้าขนาดใหญ่หรือในพื้นที่ที่มีสิ่งกีดขวางทางธรรมชาติ เช่น ตู้โลหะหรือส่วนประกอบโครงสร้าง
นอกจากนี้ การวางแนวของเซนเซอร์ยังส่งผลต่อความไวต่อสนามแม่เหล็กภายนอกอีกด้วย การจัดตำแหน่งเซ็นเซอร์ในทิศทางที่สนามแม่เหล็กภายนอกมีผลกระทบต่อการทำงานน้อยที่สุด ทำให้สามารถปรับปรุงความแม่นยำในการวัดได้
การนำเสนอผลิตภัณฑ์ของเรา
ในฐานะซัพพลายเออร์ชั้นนำของเซ็นเซอร์วัดกระแสไฟ AC สำหรับติดตั้งบน PCB เรามีผลิตภัณฑ์ที่หลากหลายเพื่อตอบสนองความต้องการที่หลากหลายของลูกค้าของเรา ของเรา0 - 400A เซ็นเซอร์กระแสไฟ AC อินพุตได้รับการออกแบบมาเพื่อการใช้งานกระแสสูง ให้การวัดกระแสที่แม่นยำและเชื่อถือได้ ด้วยเทคโนโลยีขั้นสูงและวัสดุคุณภาพสูง เซ็นเซอร์นี้สามารถต้านทานอิทธิพลของสนามแม่เหล็กภายนอกระดับปานกลางได้อย่างมีประสิทธิภาพ
ของเราเซ็นเซอร์กระแสเอาต์พุต 4 ถึง 20mA พลังงานต่ำเหมาะสำหรับการใช้งานที่ใช้พลังงานต่ำเป็นสิ่งสำคัญ มีคุณลักษณะเชิงเส้นตรงและเสถียรภาพที่ยอดเยี่ยม และได้รับการออกแบบมาเพื่อลดผลกระทบของสนามแม่เหล็กภายนอกต่อสัญญาณเอาท์พุต
ของเราตัวแปลงกระแสไฟ AC เฟสเดียว 4 - 20mAเหมาะสำหรับระบบไฟฟ้าเฟสเดียว ให้สัญญาณเอาท์พุต 4 - 20mA ที่เสถียร ได้รับการออกแบบด้วยเทคนิคการป้องกันและการกรองขั้นสูงเพื่อลดการรบกวนจากสนามแม่เหล็กภายนอก
ที่ตัวแปลง AC True RMS 4 - เอาต์พุต 20mAสามารถวัดค่า RMS ที่แท้จริงของกระแส AC ได้อย่างแม่นยำ และมาพร้อมกับคุณสมบัติเพื่อลดผลกระทบของสนามแม่เหล็กภายนอกต่อกระบวนการแปลงให้เหลือน้อยที่สุด
บทสรุป
สนามแม่เหล็กภายนอกอาจส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพของเซ็นเซอร์กระแสไฟ AC ที่ติดตั้งบน PCB รวมถึงความแม่นยำในการวัด การบิดเบือนของสัญญาณ และความอิ่มตัวของเซ็นเซอร์ อย่างไรก็ตาม ด้วยเทคนิคการบรรเทาที่เหมาะสม เช่น การป้องกันและการวางตำแหน่งเซ็นเซอร์ที่เหมาะสม ผลกระทบเหล่านี้สามารถลดลงได้
หากคุณกำลังมองหาเซ็นเซอร์วัดกระแสไฟ AC สำหรับติดตั้ง PCB ที่เชื่อถือได้ หรือมีคำถามเกี่ยวกับผลกระทบของสนามแม่เหล็กภายนอกต่อระบบการวัดปัจจุบันของคุณ โปรดติดต่อเราเพื่อขอคำปรึกษาด้านการจัดซื้อและทางเทคนิค เราพร้อมช่วยคุณค้นหาโซลูชันที่ดีที่สุดสำหรับความต้องการในการวัดทางไฟฟ้าของคุณ
อ้างอิง
- [ผู้เขียน]. [ชื่อหนังสือ]. [ผู้จัดพิมพ์]. [ปีที่พิมพ์].
- [ผู้เขียน]. [ชื่อบทความวารสาร]. [ชื่อวารสาร]. [ปริมาณ], [ฉบับ], [หน้า] [ปี].
- [ผู้เขียน]. [หัวข้อรายงานทางเทคนิค] [องค์กรที่รายงาน]. [หมายเลขรายงาน]. [ปี].