Fig. 1: Cadena de medición piezoeléctrica

Aislamiento galvánico en cadenas de medición piezoeléctricas

La serie de productos piezoeléctricos Paceline que abarca desde amplificadores de carga hasta accesorios, tiene una característica especial que facilita notablemente su uso en la práctica y, en especial, el montaje: el aislamiento galvánico entre la caja de suma o la carcasa del amplificador y el apantallamiento del cable coaxial. Para implantar esta característica técnica es preciso que el apantallamiento del cable coaxial esté aislado de la carcasa. Para ello se requiere un diseño de apantallamiento adecuado, que permita que la cadena de medición cumpla la normativa CEM actual.

Requisitos de la cadena de medición

Una cadena de medición se compone, como mínimo, de un amplificador de carga y un sensor. El sensor puede consistir en un transductor calibrado (serie CFT), un anillo de medida de fuerzas (CFW, CLP) o un extensómetro piezoeléctrico (CST). Los sensores piezoeléctricos se pueden conectar en paralelo de manera relativamente sencilla por medio de una caja de suma. Los cables también deben cumplir requisitos específicos; en concreto, muy alta resistencia de aislamiento, ausencia de ruido —incluso en movimiento— y resistencia mecánica. Los cables coaxiales especiales cumplen estas condiciones. Es muy importante montar el sensor sobre una pieza metálica. De este modo, existe una conexión eléctrica entre la carcasa del sensor y el objeto en el que se monta el sensor de fuerza.

La Fig. 1 muestra una cadena de medición compuesta por cuatro sensores conectados a un amplificador de carga por medio de una caja de suma. Los sensores se conectan mecánicamente. En la tecnología de medición, las piezas de introducción de fuerza están construidas en acero endurecido, con lo que es posible mantener todos los sensores con el mismo potencial eléctrico.

Fig. 2: Anillo de medida de fuerza piezoeléctrico

Evitar efectos parásitos

En la práctica, es frecuente que el montaje de la caja de suma o del amplificador de carga introduzca una diferencia de potencial eléctrico. Si hay una diferencia de potencial, cuando las carcasas de la caja de suma y del amplificador de carga se conectan al apantallamiento del cable coaxial y, a través de este, a las carcasas de los sensores, se generan corrientes de compensación que fluyen a través del apantallamiento. Esas corrientes de compensación pueden interferir con la medición.

La solución a este problema pasa por utilizar piezas de plástico para separar la caja de suma o el amplificador de carga de los objetos en los que se montan. Con ello se interrumpe el circuito y se corta el paso a las corrientes de compensación. Ahora bien, hay dos desventajas: por un lado, el técnico debe disponer de anillos aislantes; por otro, el montaje se complica.

Estos inconvenientes no existen en los productos Paceline. En ellos, es posible atornillar metal contra metal (es decir, el amplificador de carga o la caja de suma a un armario de control o a un carril industrial), ya que no existe una conexión eléctrica entre el apantallamiento del cable y la carcasa. Este diseño simplifica el montaje.

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