Untuk Apa Sensor Arus Digunakan?

Sederhananya, a sensor arus adalah perangkat yang mendeteksi besarnya arus yang mengalir dalam suatu rangkaian dan mengubahnya secara proporsional menjadi sinyal yang dapat diukur atau diproses seperti tegangan, arus, atau keluaran digital. Fungsi intinya dapat diringkas sebagai berikut:

Sensing : Mendeteksi arus yang mengalir melalui konduktor.

Isolasi : Mengisolasi secara elektrik rangkaian primer tegangan tinggi atau arus tinggi dari rangkaian pengukuran tegangan rendah untuk keselamatan.

Konversi : Mengubah arus yang tidak terukur menjadi sinyal standar dan mudah digunakan.

Analogi yang jelas : sensor arus seperti 'skala arus' atau 'pemantau arus lalu lintas' dalam sistem kelistrikan. Ia tidak menghalangi aliran arus, namun dapat mengukur jumlah dan arah aliran tersebut secara akurat.

Mengapa Kita Membutuhkan Sensor Saat Ini?

Pemantauan arus sangat penting dalam sistem kelistrikan atau elektronik karena beberapa alasan:

Pemantauan dan Perlindungan Status

Mendeteksi kelebihan beban motor atau kondisi rotor terkunci.

Memantau korsleting atau arus berlebih untuk memicu sirkuit pelindung dan mencegah kerusakan.

Mengukur konsumsi daya.

Kontrol dan Umpan Balik

Pada penggerak motor dan inverter, umpan balik arus yang tepat sangat penting untuk metode pengendalian tingkat lanjut seperti pengendalian vektor.

Dalam sistem manajemen baterai, pemantauan arus real-time memungkinkan kontrol pengisian/pengosongan baterai yang cerdas dan estimasi status pengisian daya yang akurat.

Isolasi Keamanan

Mengukur arus secara langsung di sirkuit tegangan tinggi bisa berbahaya. Sensor arus menyediakan metode pengukuran non-kontak yang mengisolasi sisi tegangan tinggi dari sisi tegangan rendah yang aman, sehingga memastikan keselamatan peralatan dan personel.

Prinsip Kerja dan Jenis Utama Sensor Arus

Sensor arus dapat dikategorikan menurut prinsip kerjanya sebagai berikut:

(1) Transformator Arus

Itu transformator arus adalah sensor tradisional berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik.

Prinsip Kerja: Ketika arus bolak-balik mengalir melalui belitan primer (seringkali konduktor itu sendiri), medan magnet bolak-balik dihasilkan di inti magnet. Hal ini menginduksi arus proporsional pada belitan sekunder.

(2) Sensor Arus Efek Hall

Itu sensor efek hall paling banyak digunakan dan sensor arus non-kontak arus utama saat ini.

Prinsip Kerja: Berdasarkan Efek Hall. Ketika sebuah konduktor pembawa arus ditempatkan dalam medan magnet, tegangan (tegangan Hall) yang sebanding dengan arus dan kekuatan medan magnet muncul di atasnya. Di dalam sensor, inti magnet memusatkan medan magnet yang dihasilkan oleh arus dan mengarahkannya ke elemen Hall. Tegangan Hall, setelah pengkondisian sinyal, mewakili arus yang diukur.

Cara Memilih Sensor Arus yang Tepat

Saat memilih sensor arus, pertimbangkan parameter utama berikut:

Parameter	Deskripsi
Jenis Pengukuran	Arus AC, DC, atau pulsa — menentukan apakah tipe Hall atau fluxgate diperlukan.
Rentang Saat Ini	Arus maksimum dan minimum yang akan diukur. Pilih arus pengenal sekitar 1,5 kali lebih tinggi dari arus maksimum yang diharapkan.
Ketepatan	Termasuk kesalahan awal, penyimpangan suhu, dan offset. Sensor Hall loop tertutup dan fluxgate menawarkan akurasi tertinggi.
Bandwidth	Rentang frekuensi yang dapat ditanggapi secara akurat oleh sensor; penting untuk penggerak dan peralihan catu daya.
Waktu Respons	Kecepatan reaksi sensor terhadap perubahan arus.
Isolasi Listrik	Peringkat isolasi tegangan antara sirkuit primer dan sekunder.
Tegangan Pasokan	Tegangan pengoperasian seperti ±12 V, ±15 V, 5 V, atau 3,3 V.
Sinyal Keluaran	Tegangan, arus proporsional (misalnya, 4–20 mA), atau digital (misalnya, I⊃2;C, SPI).
Ukuran dan Pemasangan	Tipe lubang tembus, pemasangan PCB, atau terminal tergantung pada ruang pemasangan.

Ringkasan dan Ikhtisar Aplikasi

Jenis Sensor	Fitur	Utama Aplikasi Umum
Resistor Shunt	Biaya rendah, tanpa isolasi, dengan kehilangan daya	Penginderaan sisi rendah, monitor baterai, elektronik konsumen
Transformator Saat Ini	AC saja, terisolasi, biaya sedang	Meteran industri, pemantauan AC, catu daya
Efek Aula	AC/DC, terisolasi, banyak digunakan	Inverter, penggerak servo, EV, fotovoltaik, UPS
gerbang fluks	Presisi ultra-tinggi, drift rendah, biaya tinggi	Instrumen laboratorium, penganalisis presisi, perangkat medis

Kesimpulannya, sensor arus adalah komponen penting dalam elektronika daya modern dan sistem otomasi. Ini berfungsi sebagai “organ sensorik” kontrol listrik, memungkinkan pengoperasian yang efisien, aman, dan cerdas di berbagai industri.