مبدل جریان و مبدل ولتاژ هر دو نوع دستگاه های اندازه گیری الکتریکی هستند که در سیستم های قدرت، اتوماسیون و نظارت صنعتی استفاده می شوند. هدف اصلی آنها تبدیل مقادیر الکتریکی (جریان یا ولتاژ) به یک سیگنال خروجی استاندارد و قابل اندازه گیری است که می تواند توسط سیستم های کنترل، مترها یا تجهیزات جمع آوری داده استفاده شود. اگرچه آنها از نظر مفهوم مشابه هستند، اما اساساً در اندازه گیری، نحوه عملکرد و مکان استفاده از آنها تفاوت دارند.
الف مبدل جریان برای اندازه گیری جریان الکتریکی که از یک هادی عبور می کند طراحی شده است. اندازه جریان را حس می کند - AC یا DC بسته به فناوری مورد استفاده - و آن را به یک سیگنال خروجی متناسب تبدیل می کند. فرمت های خروجی رایج شامل ولتاژ آنالوگ (مانند 0-5 ولت)، حلقه های جریان (مانند 4-20 میلی آمپر)، یا سیگنال های دیجیتال است. مبدلهای جریان ممکن است از اصول سنجش متفاوتی مانند فناوری اثر هال، ترانسفورماتورهای جریان یا اندازهگیری مبتنی بر شنت استفاده کنند. به عنوان مثال، مبدلهای جریان اثر هال میتوانند هر دو جریان AC و DC را بدون تماس مستقیم الکتریکی اندازهگیری کنند و برای سیستمهای ایزوله و ولتاژ بالا مناسب باشند. این دستگاه ها به طور گسترده در کنترل موتور، مانیتورینگ باتری، سیستم های منبع تغذیه و مدیریت انرژی استفاده می شوند، زیرا امکان نظارت ایمن و دقیق بر جریان جریان را بدون قرار دادن ابزارهای اندازه گیری مستقیماً در مدار اصلی فراهم می کنند.
یک مبدل ولتاژ، از طرف دیگر، برای اندازه گیری ولتاژ الکتریکی بین دو نقطه در مدار طراحی شده است. سطوح ولتاژ بالا یا پایین را به سیگنال استاندارد کمتری تبدیل می کند که می تواند با خیال راحت توسط کنترلرها یا دستگاه های نظارتی خوانده شود. مشابه مبدلهای جریان، مبدلهای ولتاژ نیز سیگنالهای استانداردی مانند ۰ تا ۱۰ ولت، ۴ تا ۲۰ میلیآمپر یا سیگنالهای ارتباطی دیجیتال را خروجی میدهند. آنها معمولاً از شبکههای تقسیمکننده مقاومت، تقویتکنندههای جداسازی یا روشهای مبتنی بر ترانسفورماتور (برای ولتاژ AC) برای کاهش ولتاژ اندازهگیری شده و در عین حال حفظ دقت و ایزوله الکتریکی استفاده میکنند. مبدلهای ولتاژ معمولاً در سیستمهای توزیع برق، نظارت بر انرژیهای تجدیدپذیر، اتوماسیون شبکه و پانلهای کنترل صنعتی استفاده میشوند که در آنها نظارت دقیق ولتاژ برای پایداری و حفاظت سیستم حیاتی است.
تفاوت اصلی بین این دو در کمیت الکتریکی آنها نهفته است. مبدل جریان جریان بار الکتریکی را از طریق یک رسانا اندازه گیری می کند، در حالی که یک مبدل ولتاژ اختلاف پتانسیل الکتریکی بین دو نقطه را اندازه گیری می کند. این تمایز قرارگیری آنها را در یک مدار تعیین می کند: مبدل های جریان معمولاً به صورت سری با بار نصب می شوند یا از روش های بستن غیر نفوذی استفاده می کنند، در حالی که مبدل های ولتاژ به طور موازی در نقاطی که ولتاژ باید اندازه گیری شود متصل می شوند.
تفاوت مهم دیگر در طراحی داخلی و اصول حسگری آنهاست. مبدل های جریان اغلب به تکنیک های سنجش میدان مغناطیسی یا تبدیل جریان به ولتاژ، به ویژه برای سیستم های با جریان بالا یا ایزوله نیاز دارند. با این حال، مبدلهای ولتاژ بیشتر بر مقیاسبندی ایمن و جداسازی ولتاژهای بالقوه بالا تا سطوح قابل اندازهگیری تمرکز دارند. به همین دلیل، مبدل های ولتاژ اغلب بر مقاومت عایق و حفاظت از نوسانات تاکید می کنند، در حالی که مبدل های جریان بر خطی بودن و حساسیت مغناطیسی تاکید می کنند.
از نظر کاربرد، هر دو دستگاه در سیستمهای مانیتورینگ الکتریکی مدرن ضروری هستند، اما اهداف تشخیصی متفاوتی دارند. مبدل های جریان برای تشخیص اضافه بار، تغییرات بار و الگوهای مصرف انرژی بسیار مهم هستند. مبدل های ولتاژ برای نظارت بر کیفیت توان، تشخیص شرایط کم ولتاژ یا اضافه ولتاژ و اطمینان از عملکرد پایدار سیستم های الکتریکی ضروری هستند.
به طور خلاصه، اگرچه هر دو دستگاه پارامترهای الکتریکی را به سیگنالهای قابل استفاده برای اندازهگیری و کنترل تبدیل میکنند، یک مبدل جریان بر اندازهگیری جریان جریان تمرکز دارد، در حالی که یک مبدل ولتاژ بر اندازهگیری اختلاف پتانسیل الکتریکی تمرکز میکند. آنها با هم تصویر کاملی از رفتار سیستم الکتریکی ارائه می دهند.
