Guia Completo de Sensores de Tensão: Precisão, Confiabilidade e Soluções Eco-friendly

O avanço tecnológico contínuo na transferência de sinais, seja elétrica ou óptica, necessita de melhores dispositivos de detecção de sinais. Portanto, sensores de tensão se enquadram nesta categoria.

Eles são dispositivos pequenos, leves, de alta precisão e eco-friendly que são úteis ao monitorar circuitos elétricos. Portanto, sensores de tensão adequados devem ser sensíveis aos parâmetros sob medição, insensíveis ao ambiente e não interferir com os parâmetros.

No artigo de hoje, aprenderemos sobre sensores de tensão, seu funcionamento, tipos e aplicações.

O que é um Sensor de Tensão?

Um sensor de tensão é um dispositivo de detecção sem fio para detectar, medir e comunicar a tensão em dispositivos. Também pode detectar o nível de um sinal óptico em circuitos (sensor de tensão óptico) e responder adequadamente.

Sensores de tensão têm tensão como seus sinais de entrada, enquanto o sinal de saída varia com seu design. Portanto, saídas podem ser sinais de tensão analógica, chaves, sinais de corrente ou sinais audíveis.

Além disso, é útil para equipes de manutenção detectar a presença e níveis de tensões DC e AC em circuitos. Também fornecem monitoramento contínuo de circuitos para detectar quaisquer mudanças de tensão que possam indicar presença de falha.

A adoção da tecnologia de sensor de tensão é responsável por melhorar métodos convencionais de medição de tensão.

Tipos de Sensores de Tensão

Sensores AC

Sensores de tensão AC são úteis em instalações elétricas e controle automático em sistemas elétricos de potência e telecomunicações. Podemos agrupá-los amplamente em sensores ou transdutores de tensão trifásicos e monofásicos.

Além disso, suas aplicações típicas incluem detecção de carga, detecção de perda de potência e controle de demanda de potência. Adicionalmente, você pode usar sensores AC para chaveamento de segurança e controle de casos de sobrecarga de motores.

Sensores DC

Pelo nome, sensores de tensão DC detectam e monitoram tensões DC em sistemas elétricos.

São úteis em instrumentação, sistemas de automação, detecção de falhas, controle de temperatura, isolamento e controle de potência.

Adicionalmente, outras aplicações incluem monitoramento remoto DC e controle de energia em sistemas de controle.

Sensores Especializados

Sensores de tensão especializados são sensores que servem a propósitos específicos ou aplicações de nicho em sistemas elétricos. Auxiliam em sistemas de controle específicos de aplicação e podem ser parte de um laço de controle de realimentação em sistemas eletromecânicos.

Exemplos incluem sensores capacitivos especializados, sensores especiais de qualidade do ar, sensores automotivos e sensores de pressão especializados.

Sensores do Tipo Resistivo

Sensores do tipo resistivo compreendem circuitos de ponte e divisor de tensão.

Um circuito de ponte é mais eficaz que um divisor de tensão de resistência em série, pois apenas amplifica a mudança de resistência do sensor.

Calculamos a tensão de saída usando a equação abaixo.

Onde:

• A é o ganho do amplificador de instrumentação
• δ é a mudança na resistência do sensor

Lembre-se de definir o ganho alto, pois você está amplificando uma mudança de tensão resultante de uma mudança na resistência do sensor.

Sensor do Tipo Capacitivo

Diferente de seu contraparte resistivo, um sensor do tipo capacitor usa dois capacitores para acoplamento capacitivo. Portanto, para entender o acoplamento capacitivo, vamos analisar o funcionamento de um capacitor.

Um capacitor tem um material não condutor (dielétrico) entre duas placas condutoras. Se passarmos uma tensão AC através do capacitor, uma AC fluirá através do dielétrico.

A corrente flui devido à repulsão ou atração alternada de elétrons pelas placas opostas. Portanto, o fluxo de portadores de carga através do dielétrico completa o circuito sem conexão de hardware entre as placas.

Veremos a divisão de tensão entre os dois capacitores em série.

Lembre-se da Lei de Ohm que a tensão mais significativa desenvolve-se no capacitor com a maior impedância em capacitores em série.

• Xc → Reatância capacitiva (Ω)
• f → Frequência (Hertz)

E quanto menor o capacitor, maior a impedância capacitiva.

Para um sensor do tipo capacitor, o capacitor menor está na ponta de detecção. Portanto, você coloca a ponta (um ponto de alta impedância) em um circuito capacitivo série vivo ao detectar uma tensão.

Uma grande tensão desenvolve-se no circuito de detecção, e um buzzer ou luz acende.

Características e Especificações do Módulo Sensor de Tensão

Princípio de Funcionamento do Sensor de Tensão

Um módulo sensor de tensão é um dispositivo de monitoramento de tensão com faixa de tensão de entrada de 0 a 25 Volts. Além disso, utiliza um circuito divisor de tensão resistivo para minimizar a tensão de entrada por um fator de 5.

Ele então produz um sinal analógico ou saída de tensão correspondente ao fator de redução do sinal de entrada. Na maioria dos casos, seu circuito é diminuto e pode detectar falhas de subtensão e sobretensão em sistemas elétricos.

O circuito de tensão consiste em um circuito divisor de tensão de dois resistores em série. Portanto, ao aplicar uma tensão de entrada, ocorre divisão de tensão entre as duas resistências.

A equação a seguir obtém um sinal de tensão de saída do segundo resistor.

A tensão de saída é diretamente proporcional à tensão de entrada e à razão das resistências em série.

Vantagem dos Sensores de Tensão

Os sensores de tensão oferecem alta precisão, tamanho compacto, baixo consumo de energia e capacidade de monitoramento remoto, tornando-os ideais para aplicações industriais e automotivas modernas.

Aplicações de Sensores de Tensão

Abaixo estão as aplicações significativas de sensores de tensão:

Sensores de Tensão AC

Controle de demanda de potência, Detecção de falhas, Controle de sobrecarga de motor, Em aplicações de chaveamento de segurança, Detecção de carga

Sensores de Tensão DC

Aquisição de dados, Sistemas de controle de edifícios (BCS), Controle de temperatura, Energia, sistemas de controle de gerenciamento de energia (EMCS), Detecção de falhas, Controle de demanda de potência

Conclusão

Em conclusão, sensores de tensão são componentes muito cruciais de circuitos elétricos. São críticos em circuitos de alta potência e pequenas PCBs encontradas em nossos eletrônicos domésticos.

Entre em contato conosco se quiser saber mais sobre sensores de tensão, seus acessórios ou precisar encomendar componentes.