Die Funktion eines Stromsensors ist die Erkennung elektrischen Stroms sowie die Erzeugung einer analogen Spannung, eines analogen Stroms oder eines digitalen Ausgangssignals. Der gemessene Strom wird angezeigt, gespeichert oder genutzt und spielt in vielen Strom- und Instrumentierungseinstellungen eine wichtige Rolle. Stromsensoren wurden ursprünglich für den Schutz und die Steuerung von Schaltungen entwickelt, haben sich inzwischen jedoch auch bei der Leistungsüberwachung und -optimierung als nützlich erwiesen.
Es gibt unterschiedliche Arten von Stromsensoren wie Hall-Effekt-Sensoren, Transformatoren, Glasfasersensoren und Rogowskispulen. Die Stromerfassung erfolgt durch Einsatz eines Messwiderstands mit einem Leiter, auf dem ein messbarer Strom anliegt und einen Verstärker, sodass durch den Strom, der durch den Widerstand fließt, eine Spannung vorhanden ist und der Eingangsstrom gemessen werden kann. Die Ausgangsspannung ist proportional zur Spannung am Pfad der Messung.
Im Gegensatz zur Spannungsmessung, welche auf einfache Weise ohne Störung der Systemleistung erfolgen kann, muss bei der Strommessung ein Sensor eingeführt werden, wodurch die Leistung beeinträchtigt werden kann.
Zu den Anwendungen zählen Akkuladegeräte und Batterieladestandsanzeigen, Überspannungsschutz, Strom- und Spannungsregler, DC/DC-Wandler, programmierbare Stromquellen, Erdungsfehler-Detektoren, lineare und Schaltnetzteile, Automobilelektronik, Motorüberlastschutz, Drehzahlregler und vieles mehr.
Beim Spannungssensor 2813509 von PHOENIX CONTACT handelt es sich um einen MCR-Transducer zur Spannungsmessung bei sinusförmigen und nicht sinusförmigen Wechselströmen, Eingangsstromwerten zwischen 0 und 400 A, stromschleifengespeistem Ausgang mit einem Stromausgangssignal zwischen 4 Ma und 20 Ma und einem maximalen Ausgangsstrom von 25 mA. . Das Gerät misst 55 x 85 x 70,5 mm, verfügt über einen Frequenzmessbereich zwischen 30 und 6000 Hz und eine Schienenbefestigung nach DIN.
Abbildung 1: Anwendungszeichnung mit Spannungsüberwachung mithilfe des Stromsensors PHOENIX CONTACT 2813509. (Quelle: PHOENIX CONTACT)
Beim Schleifenstromsensor für geschlossene Kreisläufe CSLA2EL von Honeywell handelt sich um ein 3-poliges AC/DV-Spannungsmessgerät für eine max. Versorgungsspannung von 9 V mit einem Temperaturbereich zwischen -25 °C und 85 °C. Der max. Erfassungsstrom beträgt 550 A und die min. Betriebsspannung 6 V. Dieser Sensor für geschlossene Kreisläufe verfügt über eine Durchsteckbefestigung, misst 57,7 x 63,5 x 15,85 mm und bietet eine schnelle Antwortzeit. Die Möglichkeit zur Leistungsanpassung und der integrierte Temperaturausgleich sorgen für einen zuverlässigen Betrieb und eine präzise, kostengünstige Erkennung.
Der Stromsensor Yageo PF1206FKM7W0R012Z ist auf Anwendungen wie Energiemanagement, Spannungserkennung für Schaltnetzteile, Computer, Unterhaltungselektronik, DC/DC-Wandler, Akkus, Ladegeräte und Adapter ausgelegt. Er verfügt über einen niedrigen Temperaturkoeffizienten des Widerstands (TCR). RoHS-konform, mit halogenfreiem Epoxid und einer hohen Zuverlässigkeit von Komponenten und Geräten. Dieses Produkt ist aus hochwertigem widerstandsfähigen Material nach TCR gefertigt, welches an den ungefähren erforderlichen Widerstand angepasst wird. Es ist von einer Schutzschicht bedeckt und mit dem Widerstandswert bedruckt.
Die genaue Spannungserkennung ist meist entscheidend für die Anwendungssicherheit. Fortschritte in der kontaktlosen Stromerfassung im Bereich der erneuerbaren Energien, Hybrid-Elektrofahrzeuge (HEVs) und Elektrofahrzeuge (EVs) haben die Entwicklung einer ganzen Serie an kompakten und sparsamen Stromsensoren mit kurzen Reaktionszeiten ermöglicht. Diese Sensoren eignen sich insbesondere für Gleich- und Wechselstrommessungen bis zu 90 kHz bei extrem niedriger Einfügungsdämpfung, kleinen Paketgrößen und geringen Montagekosten.