Jännitesensorina

Jännitesensorina tarkoittaa laitetta tai menetelmää, jolla mitataan sähköisen potentiaalieron, eli jännitteen, arvo kahden pisteen välillä. Jännitesensorit muuntavat potentiaalieron mitattavaksi signaaliksi, jonka mittausjärjestelmä voi käsitellä. Usein sensorin syöttöimpedanssi on korkea, jotta kohdepiiriä ei kuormiteta, ja joissakin tapauksissa sensorissa on galvaninen eristys turvallisuuden takaamiseksi.

Mittausperiaate riippuu sovelluksesta. Yleisimmissä tapauksissa jännite mitataan korkeasti impedanssilla, esimerkiksi jännitejakajalla, joka muuntaa suurennetun jännitteen sovitettuun mittauslaitteen herkkyyteen. ADC:n sisääntulo on usein pienjännitteinen, ja signaali muutetaan digitaaliseksi. Eristystä käytetään, kun kohdepiirin jännitteet ovat suuria tai kun halutaan suojata mittausjärjestelmää ja minimoida häiriöt.

Jännitesensorit voidaan jakaa suoriin, eristettyihin ja differentialisiin sensoreihin. Suorat sensorit mittaavat matalille jännitteille ja välittävät signaalin suoraan mikrokontrollerin tai mittauskortin ADC:iin. Eristetyt sensorit käyttävät galvanista eristystä, esimerkiksi optoerottimia tai eristysvahvistimia, mikä mahdollistaa turvallisen mittauksen korkeajännitteisissä ympäristöissä sekä vähentää common-mode -häiriöitä.

Sovelluksia ovat sähkönjakelun valvonta, akkukäyttöisten järjestelmien monitorointi, ajoneuvojen jännitesensoroinnit, teollisuusautomaatio ja kotiautomaatio. Tarkan valinnan määräävät mittaustarkkuus, resoluutio, kaistanleveys sekä suojaukset, jotka huomioivat käyttöjännitteen, ympäristön lämpötilan ja häiriöt.

Keskeisiä huomioita ovat suurten jännitteiden käsittely, mittausvirheiden kalibrointi, suojaukset ylijännitteiltä sekä ESD-suojat. Jännitesensorin ratkaisu valitaan sovelluksen turvallisuus- ja signaalinlaatuvaatimusten mukaan.