Capteurs de tension :un guide détaillé

Les progrès technologiques continus dans le transfert de signaux, qu'ils soient électriques ou optiques, nécessitent de meilleurs dispositifs de détection de signaux. Par conséquent, les capteurs de tension entrent dans cette catégorie.

Ce sont des appareils petits, légers, de haute précision et respectueux de l'environnement qui sont pratiques lors de la surveillance des circuits électriques. Par conséquent, les capteurs de tension appropriés doivent être sensibles aux paramètres mesurés, insensibles à l'environnement et ne pas altérer les paramètres.

Dans l'article d'aujourd'hui, nous découvrirons les capteurs de tension, leur fonctionnement, leurs types et leurs applications.

Qu'est-ce qu'un capteur de tension ?

Fig 1 :Capteurs de pression de vapeur et de tension électrique dans le point de commande central d'une installation de chauffage

Un capteur de tension est un dispositif de détection sans fil pour détecter, mesurer et communiquer la tension dans les appareils. De plus, il peut détecter le niveau d'un signal optique dans les circuits (un capteur de tension optique) et réagir en conséquence.

Les capteurs de tension ont une tension comme signal d'entrée, tandis que le signal de sortie varie en fonction de sa conception. Par conséquent, les sorties peuvent être des signaux de tension analogiques, des commutateurs, des signaux de courant ou des signaux sonores.

De plus, il est utile aux équipes de maintenance de détecter la présence et les niveaux de tensions CC et CA dans les circuits. De plus, ils assurent une surveillance continue des cours pour détecter tout changement de tension pouvant indiquer la présence d'un défaut.

L'adoption de la technologie des capteurs de tension est responsable de l'amélioration des méthodes de mesure de tension conventionnelles.

Types de capteurs de tension

Fig 2 :Capteur de tension blanc sur un tableau de bord

Capteurs CA

Les capteurs de tension alternative sont utiles dans les installations électriques et le contrôle automatique des systèmes électriques de puissance et de télécommunications. On peut globalement les regrouper en capteurs ou transducteurs de tension triphasés et monophasés.

De plus, leurs applications typiques incluent la détection de charge, la détection de perte de puissance et le contrôle de la demande de puissance. De plus, vous pouvez utiliser des capteurs AC pour la commutation de sécurité et le contrôle des cas de surcharge du moteur.

Capteurs CC

À partir de la dénomination, les capteurs de tension CC détectent et surveillent les tensions CC dans les systèmes électriques.

Ils sont utiles dans l'instrumentation, les systèmes d'automatisation, la détection des défauts, le contrôle de la température, l'isolation et le contrôle de l'alimentation.

De plus, d'autres applications incluent la surveillance CC à distance et le contrôle de l'énergie dans les systèmes de contrôle.

Capteurs spécialisés

Les capteurs de tension spécialisés sont des capteurs de tension qui servent à des fins spécifiques ou à des applications de niche dans les systèmes électriques. Ils assistent les systèmes de contrôle spécifiques à l'application et peuvent faire partie d'une boucle de contrôle de rétroaction dans les systèmes électromécaniques.

Les exemples incluent des capteurs capacitifs spécialisés, des capteurs spéciaux de qualité de l'air, des capteurs automobiles et des capteurs de pression spécialisés.

Capteurs de type résistif

Les capteurs de type résistif comprennent un pont et des circuits diviseurs de tension.

Un circuit en pont est plus efficace qu'un diviseur de tension à résistance série car il ne fait qu'amplifier le changement de résistance du capteur.

Fig 3 :Schéma de circuit d'un capteur de tension résistif à pont de résistance

Nous calculons la tension de sortie en utilisant l'équation ci-dessous.

Où,

• A est le gagner de l'amplificateur d'instrumentation
• δ est la variation de la résistance du capteur

N'oubliez pas de régler le gain sur un niveau élevé puisque vous amplifiez un changement de tension résultant d'un changement de la résistance du capteur.

Capteur de type de condensateur

Fig 4 :Condensateurs sur une carte de circuit imprimé

Contrairement à son homologue de capteur résistif, un capteur de type condensateur utilise deux condensateurs pour le couplage capacitif. Par conséquent, pour comprendre le couplage capacitif, examinons le fonctionnement d'un condensateur.

Un condensateur a un matériau non conducteur (diélectrique) entre deux plaques conductrices. Si nous passons une tension alternative à travers le condensateur, un courant alternatif traversera le diélectrique.

Le courant circule en raison de la répulsion ou de l'attraction alternée des électrons par les plaques opposées. Par conséquent, le flux de porteurs de charge à travers le diélectrique complète le circuit sans connexion matérielle entre les plaques.

Nous allons regarder la division de tension entre les deux condensateurs en série.

Fig 5 :Schéma de circuit d'un capteur de tension capacitif

Rappelez-vous de la loi d'Ohm que la tension la plus importante se développe à travers le condensateur avec la plus grande impédance dans les condensateurs en série.

• Xc → Réactance capacitive (Ω)
• f → Fréquence (Hertz)

Et plus le condensateur est petit, plus l'impédance capacitive est grande.

Pour un capteur de type condensateur, le plus petit condensateur se trouve à la pointe de détection. Par conséquent, vous placez la pointe (un point à haute impédance) dans un circuit capacitif série sous tension lors de la détection d'une tension.

Une tension élevée se développe dans le circuit de détection et un avertisseur sonore ou un voyant s'allume.

Caractéristiques et spécifications du module de capteur de tension

Principe de fonctionnement du capteur de tension

Un module de capteur de tension est un dispositif de surveillance de tension avec une plage de tension d'entrée de 0 à 25 Volts. De plus, il utilise un circuit diviseur de tension résistif pour minimiser la tension d'entrée d'un facteur 5.

Il produit ensuite un signal analogique ou une sortie de tension correspondant au facteur d'abaissement du signal d'entrée. Dans la plupart des cas, ses circuits sont minuscules et peuvent détecter les défauts de sous-tension et de surtension dans les systèmes électriques.

Le circuit de tension consiste en un circuit diviseur de tension de deux résistances en série. Par conséquent, lors de l'application d'une tension d'entrée, une division de tension se produit entre les deux résistances.

Fig 6 :Schéma de circuit d'un diviseur de tension résistif

L'équation suivante prend une tension de signal de sortie de la deuxième résistance.

La tension de sortie est directement proportionnelle à la tension d'entrée et au rapport des résistances en série.

Avantage des capteurs de tension

Applications des capteurs de tension

Vous trouverez ci-dessous les principales applications des capteurs de tension

Capteurs de tension AC

Contrôle de la demande de puissance、Détection des défauts、Contrôle de la surcharge du moteur、Dans les applications de commutation de sécurité、Détection de charge

Capteurs de tension CC

Acquisition de données 、 Systèmes de contrôle du bâtiment (BCS) 、 Contrôle de la température 、 Énergie 、 Systèmes de contrôle de gestion (EMCS) 、 Détection des défauts 、 Contrôle de la demande de puissance

Conclusion

En conclusion, les capteurs de tension sont des composants très importants des circuits électriques. Ils sont essentiels dans les circuits haute puissance et les petits PCB que l'on trouve dans nos appareils électroniques domestiques.

Contactez-nous si vous souhaitez en savoir plus sur les capteurs de tension, leurs accessoires ou si vous avez besoin de commander des composants.