virtaussensoroinnilla

Virtaussensoroinnilla tarkoitetaan virran mittaamista ja sen tilan seuraamista sähköjärjestelmissä käyttäen erilaisia antureita ja signaalinkäsittelyä. Tämän lähestymistavan tavoitteena on tarjota reaaliaikaista tietoa virrasta sekä mahdollistaa suojaus, hallinta ja energian käyttöä koskeva laskenta. Virtaussensorointi yhdistetään usein myös signaalin konditionointiin, eristykseen ja muuhun jalostukseen ennen mittaus- tai ohjausjärjestelmiä.

Yleisimpiä virtaussensorin toteutuksia ovat shuntimittaus, Hall-efektisensorit, virtamuuntajat sekä Rogowski-käämit. Shuntimittauksessa virta muuttuu shuntin resistanssiksi ja mitataan syntyvä jännite, joka skaalataan oikeaksi virraksi. Alhaisen kustannuksen vuoksi se on yleinen ratkaisu, mutta voi tuottaa tehonmenetyksen ja maadoitusvaatimuksia. Hall-efektisensorit mittaavat magneettikentän Hall-ilmiön avulla virtaa erillisen eristyksen säilyttämiseksi, ja ne soveltuvat sekä DC- että AC-virran mittaukseen, mutta voivat olla kalliimpia ja ne vaativat huolellista offset- ja lämpötilariippuvuuden hallintaa. Virtamuuntajat soveltuvat pääasiassa AC-virran mittaukseen ja tarjoavat galvanisen eristyksen sekä hyvän kytkettävyyden isojen virtojen mittaukseen; ne eivät kuitenkaan mittaa DC-virtoja suoraan. Rogowski-käämi on joustava ja suurta vaihtovirtaa hyvin mittaava ratkaisu, joka ei kärsi magneettikohinan kovasta ydinmenetyksestä, mutta ei mittaa DC-virtaa ja tarvitsee integraattorin signaalin muodostuksessa.

Sovelluksissa virtaussensorointi mahdollistaa suojaukset (esim. ylikuumenemisen ja oikosulun havaitsemisen), tehon ja energiankulutuksen laskennan sekä järjestelmän hallinnan (moottorit, inventointi, rakennus- ja autojärjestelmät). Keskeisiä huomioita ovat mittausalue, tarkkuus, lämpötilariippuvuus, galvaaninen eristys, kaistanleveys sekä kustannukset.

---