Сензор струје је уређај који се користи за откривање и мерење протока електричне струје у проводнику. Он игра есенцијалну улогу у електричним системима мерења, праћења и управљања тако што претвара струју у мерљиви излазни сигнал као што су напон, дигитални подаци или аналогни сигнали. Тренутни сензори се широко користе у енергетским системима, индустријској аутоматизацији, опреми за обновљиву енергију, електричним возилима и потрошачкој електроници.
Основни принцип рада а струјни сензор зависи од методе којом детектује струју. Један од најчешћих типова је метода детекције магнетног поља. Када електрична струја тече кроз проводник, генерише магнетно поље око њега према електромагнетној теорији Андре-Марие Ампере. Сензори струје детектују ово магнетно поље и претварају га у пропорционални електрични сигнал.
Широко коришћена технологија сензора магнетне струје је принцип Холовог ефекта. У сензору струје са Холовим ефектом, Холов елемент је постављен близу магнетног језгра које окружује проводник. Када струја тече кроз проводник, магнетно поље се концентрише у језгру и детектује Холовим елементом. Холов елемент производи мали напон пропорционалан јачини магнетног поља, који се затим појачава и обрађује у употребљив излазни сигнал. Овај метод омогућава бесконтактно мерење и обезбеђује електричну изолацију између мереног кола и излазног кола, побољшавајући безбедност и поузданост.
Други уобичајени тип је струјни трансформатор, често скраћено као ЦТ. Ради на бази електромагнетне индукције. Када наизменична струја тече кроз примарни проводник, она производи променљиво магнетно поље које индукује пропорционалну струју у секундарном намотају намотаном око магнетног језгра. Секундарна струја је много мања и сигурнија за мерење. Овај принцип прати закон електромагнетне индукције Мајкла Фарадаја. Струјни трансформатори се широко користе у системима за дистрибуцију електричне енергије јер су тачни, поуздани и погодни за мерење великих наизменичних струја. Међутим, они не могу да мере једносмерну струју јер једносмерна струја не ствара променљиво магнетно поље.
Други метод сенсинга је техника шант отпорника. У овој методи, прецизни отпорник ниског отпора се поставља у серију са путањом струје. Када струја протиче кроз отпорник, ствара се мали пад напона према Георг Охмовом закону. Мерењем овог напона и познавањем вредности отпора, струја се може тачно израчунати. Сензори шанта су једноставни, јефтини и погодни за мерење наизменичне и једносмерне струје. Међутим, они стварају топлоту због расипања снаге и не пружају електричну изолацију.
Напреднији струјни сензори користе технологију магнетног флукса или Роговски калемове. Роговски калемови користе калем са ваздушним језгром постављен око проводника. Променљиво магнетно поље индукује напон пропорционалан брзини промене струје. Након интеграције сигнала, може се добити стварни таласни облик струје. Роговски калемови су лагани, флексибилни и погодни за мерење веома великих наизменичних струја.
Модерни струјни сензори обично укључују кола за кондиционирање сигнала као што су појачала, филтери и аналогно-дигитални претварачи. Ова кола побољшавају прецизност, смањују сметње у буци и обезбеђују стандардизоване излазе као што су 0 до 5 волти, 4 до 20 милиампера или дигитални комуникациони сигнали. Неки паметни сензори такође интегришу микроконтролере за праћење у реалном времену и дијагнозу грешака.
У практичним применама, струјни сензори помажу у заштити електричне опреме откривањем преоптерећења и кратких спојева. Они такође омогућавају системима за управљање енергијом да прате потрошњу енергије, подржавају системе контроле мотора з�
Укратко, струјни сензор функционише тако што детектује магнетно поље или промене напона које производи електрична струја и претвара их у мерљиве сигнале. Различите технологије сензора нуде различите предности у погледу тачности, изолације, цене и опсега примене, чинећи струјне сензоре незаменљивим компонентама у савременим електричним и електронским системима.
