如何读取产生相对较高电压的模拟设备?

电器工程 Arduino 传感器 电压
2022-01-17 21:33:11

我最近发现了一种传感器,它在刺激时会发出 ±90V (AC)。我将如何从 arduino 中阅读此内容?

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我没想到有这么多选择。:) 我正在看的那种东西是压电振动传感器

电流很小,但 90V 听起来很多(而且我对电子产品有点陌生,所以我不太明白高压/低电流对损坏的东西意味着什么)。

如果它只是 90V DC,那么我会得到分压器的想法,但是反转极性听起来可能是一件坏事。也许分压器+一个或两个二极管(或一个整流器)会起作用?

4个回答

压电振动传感器产生高电压,但电流非常低。此外,您通常只对感知少数事物感兴趣 - 振动水平、频率、幅度、冲击等。

因此,界面将很大程度上取决于您想要感知的内容。假设您只想了解以下一项或多项,那么下面建议的界面将起作用。

  • 振动事件,例如冲击或突然的 G 力
  • 振动水平

一般接口是将信号通过二极管,然后将电阻器推入接地的电容器。与电容器并联的是一个钳位二极管,可将电压尖峰限制在更合理的电压(例如 5V)。

现在每次发生尖峰时,电容器都会充电一点。如果您有持续的振动,它将更快地充电。只要振动超过电容器的自放电率,它最终会达到钳位二极管的水平。

感应电容器上的电压,您将了解输入的信号。

如果将电阻器与电容器并联,则可以定义电容器放电的速度。一个小电阻会快速放电,您可以计算压电被击中或掉落的频率。一个大的电阻器将允许电荷积聚,因此您不会看到个别事件,而是会获得更高的电压和更剧烈的振动,更低的电压和更少的振动,以及没有电压而没有振动。

如果您需要比这种简单技术更多的信息,那么您将需要使用信号变压器将信号降低到 5V 范围内,并使用精密运算放大器和 ADC。

如果这个传感器连接到线路电压,我不会用任何不提供隔离的电路将它连接到 Arduino。

测量电压的一种安全方法是使用降压变压器。这提供了隔离并降低了电压。您可以使用整流器将交流电转换为直流电。您需要检查传感器上的变压器负载。

一个电阻分压后接一个隔离放大器也可以工作。

Poptronics 2002 年 4 月有一篇文章叫做“构建这个家用电器电表/电表”。该文章记录了如何安全地测量线路电压(使用降压变压器)以及如何使用电流互感器安全地测量线路电流。

只有+90V还是-90V?还是范围从-90V 到+90V?如果它是二进制 +/-,您可以使用电压比较器(又名运算放大器),否则您可以使用分压器(又名两个电阻器)。

查看MID400 8 针 DIP 交流线路监视器逻辑输出光电耦合器这个设备有一个很好的应用说明我用它来监控我的炉子,它(部分)在 24VAC 下运行。您需要一个 22.5k 0.5W 电阻器与输入串联,以便在存在电压时提供高输出。如果您只需要感应是否有电压,那将为您提供二进制输出。

但是,如果您需要实际测量电压,MID400 将无法真正工作(或者,至少,我不确定输出是否与电压呈线性关系;如果输入电流下降得太低,它可能只是脉冲)。对于我的家用电源监视器,我计划使用AD737 RMS-to-DC 转换器测量电压和电流的 RMS 值。您可能需要一个变压器和/或分压器来将电压降至 AD737 所需的 200mV 输入。

或者您可以采用便宜的方式:降低电压并通过二极管将其馈入电容器和电阻器,这将为您提供与输入相关的半整流稍微平滑的直流输出......