電壓傳感器是什么？

電壓傳感器是一種用于測量電路中電壓值的設(shè)備，它能夠?qū)⒋郎y電壓信號(hào)按一定比例轉(zhuǎn)換為與之有確定對(duì)應(yīng)關(guān)系且便于測量和處理的信號(hào)（如電流、電壓、頻率等），從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓的精確監(jiān)測。電壓傳感器廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)、工業(yè)自動(dòng)化、電子設(shè)備測試、新能源汽車等領(lǐng)域，用于監(jiān)測電壓變化、保護(hù)電路安全、優(yōu)化系統(tǒng)性能等。

電壓傳感器的工作原理

電壓傳感器的工作原理根據(jù)其類型不同而有所差異，常見的電壓傳感器類型及其工作原理如下：

1. 電阻分壓式電壓傳感器

原理：利用串聯(lián)電阻分壓的原理，將高電壓按比例降低到可測量的范圍。

過程：傳感器內(nèi)部包含一個(gè)高阻值的分壓電阻網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)被測電壓施加到傳感器輸入端時(shí)，分壓電阻網(wǎng)絡(luò)將電壓按比例降低，輸出一個(gè)與被測電壓成比例的低電壓信號(hào)。

特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、成本低，但測量精度受電阻精度和溫度漂移的影響。

2. 霍爾電壓傳感器

原理：基于霍爾效應(yīng)，通過測量霍爾元件在磁場中的電勢差來間接測量電壓。

過程：

被測電壓通過一個(gè)電阻轉(zhuǎn)換為電流，該電流流經(jīng)一個(gè)線圈產(chǎn)生磁場。

霍爾元件置于磁場中，當(dāng)有電流通過霍爾元件時(shí)，在垂直于電流和磁場的方向上會(huì)產(chǎn)生電勢差（霍爾電壓）。

霍爾電壓與被測電壓成正比，通過測量霍爾電壓即可得到被測電壓的值。

特點(diǎn)：具有高精度、高線性度、寬測量范圍等優(yōu)點(diǎn)，適用于交流和直流電壓的測量。

3. 光電隔離式電壓傳感器

原理：利用光電耦合器實(shí)現(xiàn)輸入與輸出之間的電氣隔離，通過光信號(hào)傳輸電壓信息。

過程：

被測電壓通過一個(gè)電阻轉(zhuǎn)換為電流，驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管（LED）發(fā)光。

光敏三極管接收LED發(fā)出的光信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出。

輸出電信號(hào)與被測電壓成正比，通過測量輸出電信號(hào)即可得到被測電壓的值。

特點(diǎn)：具有電氣隔離、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，適用于高壓、高噪聲環(huán)境下的電壓測量。

4. 電容分壓式電壓傳感器

原理：利用電容分壓的原理，將高電壓按比例降低到可測量的范圍。

過程：傳感器內(nèi)部包含一個(gè)電容分壓網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)被測電壓施加到傳感器輸入端時(shí)，電容分壓網(wǎng)絡(luò)將電壓按比例降低，輸出一個(gè)與被測電壓成比例的低電壓信號(hào)。

特點(diǎn)：適用于高頻電壓的測量，具有響應(yīng)速度快、測量精度高等優(yōu)點(diǎn)。

5. 電磁感應(yīng)式電壓傳感器

原理：基于電磁感應(yīng)原理，通過測量線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢來間接測量電壓。

過程：

被測電壓施加到一個(gè)線圈上，產(chǎn)生交變磁場。

另一個(gè)線圈置于該磁場中，感應(yīng)出電動(dòng)勢。

感應(yīng)電動(dòng)勢與被測電壓成正比，通過測量感應(yīng)電動(dòng)勢即可得到被測電壓的值。

特點(diǎn)：適用于交流電壓的測量，具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。

審核編輯 黃宇