Индикатор напона: круг. Дигитални индикатор напона

Вероватно сте виђали индикатор напона у облику оловке више од једном. Погодно је носити га у џепу на мајици или комбинезону. Неки модерни модели таквих индикатора могу детектовати напон чак и без металног контакта са проводником који носи струју. Наш чланак је посвећен овој врсти електричне заштитне опреме.

Терминологија

Термини „индикатор напона“, „индикатор ниског напона“, „индикатор напона“ могу се наћи у бројним чланцима објављеним на Вебу. У овом случају, често се не прави разлика између подручја њиховог кориштења, а понекад се чак и идентифицирају. Хајде да покушамо да разумемо ово питање.

Бројна правила за употребу електричних заштитних уређаја, који се стално мијењају и поновно издају, увијек користе појам "индикатор напона". Штавише, сви такви уређаји су подељени на биполарне, које се састоје од две зграде повезане флексибилним изолованим проводником; и један пол који садржи једно тело. Први раде на активној струји која тече кроз обе шкољке, а друга на капацитивну струју која тече кроз тело корисника.

Термин „индикатор напона“ који се обично користи у свакодневном животу односи се на други тип индикатора. Њихови рани модели дошли су у облику одвијача са индикаторском лампом у ручици. Модерни уређаји више су као грађевински маркер (али са металним контактним делом на крају).

Неколико речи о тенковима око нас.

Како ради капацитивни индикатор напона? Да бисмо разумели ово, хајдемо на тренутак на електричну теорију кола и присетимо се како функционише кондензатор. Има два проводника, или плоче, одвојене диелектриком. Многи мисле да су кондензатори одвојени елементи електронских кола, али у стварности свет је испуњен кондензаторима, чије присуство обично једноставно не примећујемо. Ево примера. Претпоставимо да стојите на тепиху који покрива бетонски под директно под упаљеном лампом напоном од 220 В. Иако то не осјећате, ваше тијело проводи врло малу (микро-амперажу) наизмјеничну струју, јер је дио круга који се састоји од два сериес цапациторс. Две плоче првог кондензатора су влакна у сијалици и ваше тело. Диелектрик - ваздух (и можда шешир) између њих. Плоче другог кондензатора су ваше тело и бетонски под (прилично добар проводник).

Диелектрик другог кондензатора је тепих плус ваше ципеле и чарапе. Пошто је бетонски под добро уземљен, као и неутрална жица напојне мреже, напон од 220 В примењује се на коло ових двају узастопних кондензатора.

А где је индикатор напона?

Разумијевање како је напон мреже подијељен између два серијска кондензатора је кључно за проналажење начина рада капацитивног индикатора.

Назад на теорију електрична кола. У серијском кругу, напон ће бити дистрибуиран према величини отпора (Охмов закон). Кондензатор, што је његов капацитет мањи, већи је такозвани капацитет наизменична струја. Тако, када су два кондензатора спојена у серију, највећи део напона који се примењује на њих пада на мањи уређај.

У горњем примјеру, само неколико волти су између ногу и пода (у великом капацитету), а остатак од 220 В се примјењује између главе и жаруље жаруље (на мањи капацитет). Сада, ако држите палац на контактној подлози на крају ручице капацитивног индикатора и додирнете изложени део жице која напаја светиљку, уместо малог капацитета, струјни круг индикатора напона осјетљивог на ниску струју се укључује у капацитивном струјном кругу. Ова струја се, наравно, повећава, али отпорник високог отпора унутар индикатора га ограничава на неопасну вредност. Као резултат струје у индикатору, неонска лампа или ЛЕД лампица је укључена, или се оглашава звучни сигнал.

Традиционални капацитивни индикатор

Индикатори напона мреже у облику одвијача, који показују који је пин на утичници укључен, а који је нула, појавили су се шездесетих година прошлог века. Њихов електрични круг укључује серијски спојен метални пробни отпорник, отпорник високог отпора у распону отпорности од 0,47 до 1 МΩ са малим сопственим капацитетом између његових терминала (на пример, тип МЛТ-1.0, ВС-0.5, МЛТ-2.0). ), неонску сијалицу и контактну плочицу на крају ручке. Када врх контактира са одвијачем "фазног" водича и затвара капацитивни струјни круг преко контактне плоче и тијела корисника, неонска лампица је укључена, што указује на напон у радном опсегу индикатора од 90 до 380 В (понекад од 70 до 1000 В) при 50 Хз .

Зашто баш неонска сијалица?

Да ли је могуће заменити га другим индикатором? Дуго се мислило да није. Заиста, са капацитетом људског тела реда стотина пФ и напоном У = 220 В, максимална капацитивна струја са фреквенцијом ф = 50 Хз кроз њу до тла је У / (1 / ωЦ) = У2πфЦ = 220 к 6,28 к 50 к н100 пФ = н7 μА. И да би се ЛЕД упалио, струја реда миллиампере мора проћи кроз њу. Ипак, пронађена су специјална решења која су омогућила стварање индикатора напона на ЛЕД, пиезокерамичким зујалицама и другим елементима дисплеја.

Од неонске сијалице до ЛЕД

Решење је било да се мод луминисценције промени из континуираног у пулсни. Ако покушате да процените утрошену енергију неон ламп затим на напону од 100 В и капацитивној струји од 20 μА, биће 100 к 20 μА = 2 мВ. Ако доведете такву снагу до ЛЕД-а током временског интервала, на пример, 10 мс, а не пуне секунде, онда ће се у том интервалу добро упалити. На крају крајева, при напону од 100 В, струја кроз њу ће бити 0,002 В к 100/100 В = 0,002 А = 2 мА.

Ако обезбедимо акумулацију енергије у некој шеми (на пример, у генератору релаксације) за делове секунде, а затим оштар ресет на ЛЕД у року од 10 мс, онда ће последњи периодично бљескати. ЛЕД индикатор напона ће се појавити без уграђене батерије.

Којим сте путем отишли ​​у Кину?

Кинески програмери су одлучили да једном када је ЛЕД за континуирано освјетљење потребно директна струја поредак од неколико милиампера, потребно је уградити индикатор батерија типа прст (или два). У овом случају, струја кроз ЛЕД отвара најједноставнији транзисторски прекидач, контролисан капацитивном струјом кроз тело корисника.

Да ли је схема поједностављена? У принципу, да, али она је постала изузетно осетљива на разне врсте пицкупова. Стога је поузданост таквих показатеља упитна.

Дигитални индикатор напона

Сјај неонске сијалице или ЛЕД диоде је, наравно, поуздан начин показивања присуства напона, али је превише неинформативан ако круг има неколико напонских нивоа. У том случају, спашава се брзо развијајућа мјерна електроника.

Најлакши начин да се индикатору пружи више информација је увођење неколико компактора напона у његов круг, који раде на различитим нивоима. Излаз сваког компаратора контролише његов елемент приказа на кућишту инструмента.

Стварни дигитални индикатор напона добија се ако се измјерени напон дигитализира на уграђеном АДЦ-у, а затим се кроз посебан круг напаја седам-сегментним елементима приказа који могу приказати бројеве од 0 до 9 или компактни матрични дигитални индикатор. Према овој шеми израђују се скупи професионални индикатори напона.