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¿Qué es un Actuador Electrostático?

Los actuadores electrostáticos desempeñan la función de convertir la energía generada a partir de fuerzas electrostáticas en una fuerza motriz empleada para el desplazamiento de objetos.

Estos dispositivos encuentran su principal aplicación en el ámbito de la óptica. Dentro de los componentes empleados se incluyen lentes con capacidad de enfoque variable, obturadores y pantallas.

Se caracterizan por su ligereza, flexibilidad, delgadez y transparencia. Debido a sus características, se espera que se apliquen a los seres humanos además de en el campo óptico.

Algunos ejemplos de investigación son los músculos artificiales y los brazos y piernas artificiales para robots. Se están desarrollando para permitir movimientos similares a los de las partes humanas reales.

Aplicaciones de los Actuadores Electrostáticos

• MEMS
  Los actuadores electrostáticos se utilizan a menudo como accionamientos MEMS.
  MEMS es la abreviatura inglesa de micro-electromechanical systems (sistemas microelectromecánicos) y es un término colectivo para semiconductores y circuitos electrónicos.

Los MEMS también incluyen semiconductores, pero se diferencian de los semiconductores ordinarios en que tienen partes móviles.

Los componentes en los que se utilizan semiconductores tienen que ser más pequeños, por lo que se necesitan actuadores electrostáticos que puedan hacerse más delgados.

• Músculos artificiales
  Los dispositivos que ayudan al movimiento humano, como los robots asistenciales o las piernas y manos artificiales, requieren movimientos flexibles y complejos. Por eso se están estudiando músculos artificiales, para cuya fuerza motriz se utilizan actuadores electrostáticos.

Principios de los Actuadores Electrostáticos

El principio de un actuador electrostático es un condensador de placas paralelas. El condensador funciona almacenando y liberando electricidad. Cuando esto ocurre, se genera una fuerza electrostática que se convierte en fuerza motriz.

La fuerza electrostática generada es proporcional al área de las placas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia entre las placas. Esto significa que cuanto más fina sea la lámina, mayor será la fuerza electrostática y mayor la fuerza motriz.

Los actuadores electrostáticos tienen la desventaja de que el valor absoluto de la fuerza motriz generada es pequeño debido a su diminuto tamaño. Para mejorar esta desventaja, se han utilizado otros métodos para aumentar la fuerza motriz incrementando el área de los actuadores en paralelo, además de utilizar la tecnología de película fina.

Además de los actuadores electrostáticos, también existen los siguientes actuadores, en función de la fuerza utilizada.
Cada uno tiene sus propias ventajas e inconvenientes, por lo que es importante utilizarlos de distintas formas.

• Actuadores térmicos
  La ventaja es que son fáciles de fabricar. La desventaja es que la fuerza motriz varía en función de dónde se utilice debido a la anisotropía del material.
• Actuadores electromagnéticos
  Pueden utilizarse en líquidos, lo que amplía el campo de aplicaciones. La desventaja es que son difíciles de miniaturizar.
• Actuadores piezoeléctricos
  La ventaja es la elevada fuerza motriz. La desventaja es que se producen pérdidas por histéresis y la fuerza motriz puede ser inferior a la energía suministrada.

¿Qué es un Sensor de Electricidad Estática?

Los sensores de electricidad estática se definen como dispositivos que permiten evaluar la cantidad de electricidad estática presente en el objeto que está siendo evaluado. También son identificados como instrumentos destinados a medir el potencial de superficie. Operando sin requerir contacto directo, estos sensores aprovechan las características de un campo eléctrico cuya intensidad guarda relación con la cantidad de carga generada en torno a un objeto cargado.

Cabe destacar que los sensores de electricidad estática no se limitan únicamente a los metales, sino que también tienen la capacidad de cuantificar la electricidad estática presente en materiales dieléctricos como el plástico, el vidrio y el agua. Además de los sensores estáticos tradicionales, existen variantes portátiles de estos dispositivos que permiten llevar a cabo mediciones precisas en ubicaciones específicas.

Dado que los sensores de electricidad estática dependen de la distancia de medición, el potencial indicado también cambia cuando se modifica la distancia de medición. Por ello, para obtener mediciones precisas, se recomienda fijar el sensor a una distancia determinada.

Usos de los Sensores de Electricidad Estática

Los sensores de electricidad estática se utilizan en líneas de producción de diversos campos industriales, como semiconductores, equipos eléctricos, automóviles, productos alimenticios y farmacéuticos.

Cuando se genera electricidad estática en una línea de producción, el polvo y otras partículas son atraídos y se adhieren a las piezas, causando problemas de calidad y rendimiento, como el riesgo de que el polvo se adhiera y se mezcle con los productos y el riesgo de que las piezas se repelan entre sí, lo que puede causar problemas.

Por lo tanto, las medidas de control estático son esenciales para evitar la generación de electricidad estática en la línea de producción y, para aplicarlas, se necesitan sensores de electricidad estática que determinen con precisión la cantidad de electricidad estática generada en distintos puntos de la línea de producción.

Principios de los Sensores de Electricidad Estática

Los sensores de electricidad estática constan generalmente de una sección sensora que contiene un electrodo de detección y una sección amplificadora que convierte la carga detectada en una señal de tensión.

Cuando un objeto de medición cargado se acerca al sensor, la parte del sensor se ve sometida a un campo eléctrico procedente del objeto y se genera una carga inducida proporcional a la intensidad del campo eléctrico por inducción electrostática. Delante del electrodo sensor hay un electrodo oscilante, llamado chopper, que cambia periódicamente la intensidad del campo electrostático.

En este momento, la carga inducida también cambia cíclicamente, y una corriente alterna fluye entre el electrodo sensor y tierra. Esta corriente se convierte en impedancia en la sección del amplificador y se extrae como señal de tensión alterna para determinar el potencial cargado del objeto que se va a medir.

Cuando se utiliza un sensor de electricidad estática, es importante tener en cuenta que incluso si el potencial electrostático del objeto de medición es el mismo, la tensión cargada requerida cambiará si la capacitancia electrostática es diferente. Por ejemplo, si el objeto de medición está en contacto con un metal, la capacitancia será mayor que si está solo, de modo que el potencial electrostático como valor de medición se convierte en un valor menor aunque la cantidad de carga sea constante.

¿Qué son los Zapatos Electrostáticos?

Los zapatos electrostáticos desempeñan un papel crucial en el control de la electricidad estática, una condición que surge por la fricción entre la ropa y objetos en movimiento, como caminar. Sin medidas preventivas, esta carga estática puede resultar peligrosa, potencialmente causando igniciones o descargas eléctricas. Para mitigar estos riesgos, los zapatos electrostáticos ofrecen una solución simple y eficaz al permitir que la carga estática se disipe de las suelas al suelo, evitando su acumulación en el cuerpo humano.

Es esencial tener en cuenta que para preservar la efectividad de los zapatos electrostáticos, es necesario verificar visualmente que las suelas no estén desgastadas ni recubiertas antes de su uso, asegurando así la seguridad desde el primer paso.

Usos de los Zapatos Electrostáticos

Estos zapatos encuentran su aplicación en diversos escenarios críticos:

1. Prevención de accidentes y catástrofes, como explosiones, incendios y descargas eléctricas, en entornos donde la electricidad estática es un riesgo. Ejemplos incluyen fábricas que manejan sustancias inflamables como petróleo, productos químicos y pintura, así como instalaciones de imprenta.

2. Salvaguardia de la producción en entornos que albergan componentes electrónicos sensibles. Evitan daños o contaminación causados por la electricidad estática en plantas de fabricación de productos electrónicos, especialmente en salas limpias.

3. Uso en inspecciones bajo alta tensión, como la evaluación de líneas eléctricas de alta potencia. El calzado de seguridad está diseñado para su empleo en temperaturas frías, incluso en inspecciones invernales, garantizando la seguridad en condiciones de 0°C.

Principio de los Zapatos Electrostáticos

La función primordial de los zapatos electrostáticos es garantizar que la electricidad estática generada se disipe al suelo en cuestión de milisegundos, manteniendo el potencial cargado del cuerpo humano por debajo de varios 10 V. Para cumplir con este requisito, se establece una resistencia eléctrica máxima de 1,0 x 10^9 Ω para los zapatos electrostáticos.

Estas categorías se definen por sus respectivos rangos de resistencia eléctrica:

• Zapatos electrostáticos generales: 1,0×10^5≤R≤1,0×10^8 (1,0×10^5≤R≤1,0×10^9)
• Zapatos electrostáticos especiales: 1,0×10^5≤R≤1,0×10^7 (1,0×10^5≤R≤1,0×10^8)
• Calzado Conductor: R<1,0×10^5 (R<1,0×10^5)
• *Medición a 23°C ± 2°C, los valores en paréntesis son referencias a un entorno de 0°C.

Adicionalmente, dado que la humedad también influye en la generación de electricidad estática, se consideran más estables los productos que cumplen con los criterios bajo condiciones secas y valores más bajos en tres niveles de humedad (12±2%, 25±3% y 50±5%).

En términos simples, los zapatos electrostáticos proporcionan una vía eficiente para que la electricidad estática del cuerpo humano se disipe instantáneamente, pasando de la plantilla a la suela interior, luego al camino conductor de la suela principal y finalmente a la tierra, contribuyendo así a una solución de seguridad integral.

¿Qué es un Probador de Resistencia Dieléctrica?

Los dispositivos conocidos como probadores de resistencia dieléctrica desempeñan la función de evaluar la capacidad de aislamiento de equipos eléctricos al aplicarles una tensión específica. La tensión de aislamiento hace referencia a la cantidad de tensión que un equipo eléctrico puede resistir sin experimentar inconvenientes.

Si esta tensión de aislamiento aumenta hasta alcanzar un punto en el que ya no puede ser tolerada, se le conoce como tensión de ruptura. Los equipos eléctricos deben contar con una adecuada tensión de ruptura dieléctrica. Si esta capacidad es insuficiente, el equipo puede verse afectado por daños o influencias externas durante su funcionamiento, lo que podría llevar al fallo del equipo o, en circunstancias más graves, provocar un incendio.

El probador de resistencia dieléctrica presentado en este contexto se emplea para verificar la capacidad de resistencia dieléctrica de diversos equipos eléctricos.

Usos de los Probadores de Resistencia Dieléctrica

Los probadores de resistencia dieléctrica desempeñan un papel esencial en garantizar la seguridad eléctrica de los equipos. Su utilización es prominente en fábricas dedicadas a la producción y envío de productos eléctricos, así como en proyectos liderados por ingenieros eléctricos que se encuentran en la fase de prototipado o desarrollo de equipos eléctricos. Estos probadores verifican la integridad de la tensión de aislamiento en los productos eléctricos bajo consideración.

Su aplicación más común se da en las líneas de producción en fábricas de artículos eléctricos, donde se verifica la rigidez dieléctrica antes de poner los productos en el mercado. Asimismo, los ingenieros involucrados en la creación de productos eléctricos también se valen de estos dispositivos para examinar la capacidad de aislamiento soportada y los márgenes de diseño en los prototipos.

Principio de los Probadores de Resistencia Dieléctrica

Un probador de resistencia dieléctrica opera mediante la generación de tensión de aislamiento y el control de corriente para asegurar la seguridad eléctrica. En fábricas, se establecen valores fijos de tensión y corriente para evaluar si un equipo supera la prueba de tensión dieléctrica. Estos valores se basan en conocimientos técnicos del fabricante y cumplen con regulaciones de seguridad eléctrica. Los probadores detectan cortocircuitos y sobrecorrientes, brindando protección. Existen diversas opciones de probadores en el mercado, desde económicos hasta avanzados con programación automática. Su función es crucial en la verificación de equipos eléctricos antes de su distribución.

¿Qué es una Máquina Robótica de Sobremesa?

Las máquinas robóticas de sobremesa son robots lo suficientemente pequeños como para colocarlos sobre una mesa o una base.

Las máquinas robóticas de sobremesa se utilizan, por ejemplo, en aplicaciones de automatización de fábricas (FA) para que los robots realicen diversas tareas que realizan los trabajadores, o en aplicaciones de ventas para apoyar al personal de ventas.

En algunos casos, los robots se desarrollan de forma exclusiva para las piezas que manipulan, mientras que en otros son una combinación de productos genéricos de fabricantes de robots. La sustitución de los efectores finales en las máquinas robóticas de sobremesa permite utilizarlos en una gran variedad de aplicaciones.

Aplicaciones de los Máquinas Robóticas de Sobremesa

Las máquinas robóticas de sobremesa se utilizan principalmente para facilitar la automatización en el campo de la automatización de fábricas.

Las máquinas robóticas de sobremesa se utilizan, por ejemplo, en industrias manufactureras como las de automoción y equipos eléctricos. También se utilizan en procesos como la aplicación de resinas y otros materiales a piezas de trabajo, procesos de montaje como el apriete de tornillos, corte de placas de circuito impreso y procesos de inspección. Es necesario seleccionar el tipo de máquinas robóticas de sobremesa que mejor se adapte a la finalidad de uso y al entorno operativo.

Tipos de Máquinas Robóticas de Sobremesa

Las máquinas robóticas de sobremesa incluyen robots articulados verticalmente, robots cartesianos y robots articulados horizontalmente (robots escalares).

Los robots articulados verticalmente tienen una estructura similar a la de un brazo humano. Generalmente constan de cuatro, cinco o seis ejes. Cada eje puede girar para permitir el movimiento libre en el espacio tridimensional.

Los robots cartesianos tienen una estructura sencilla formada por unidades lineales de un solo eje. Por ejemplo, consta de tres ejes, XYZ.

Los robots articulados horizontalmente son robots con manos (efectores finales) que se mueven en dirección horizontal. Por ejemplo, consta de cuatro ejes y tiene tres ejes para el movimiento horizontal y uno para el movimiento vertical.

Los robots articulados vertical y horizontalmente también incluyen los robots con dos brazos. Las máquinas robóticas de sobremesa también pueden dividirse en los que tienen un brazo para procesos únicos, como la soldadura y el corte, y los que tienen dos brazos para procesos múltiples, como el ensamblaje.

Principios de los Máquinas Robóticas de Sobremesa

Las máquinas robóticas de sobremesa suelen constar de un efector final para realizar el trabajo, una pieza móvil, como un brazo, para desplazarlo, y una unidad de control para controlar todo el proceso. Los efectores finales realizan tareas como soldar, cortar y ensamblar para realizar los movimientos necesarios para diversas aplicaciones.

A modo de ejemplo, a continuación se muestra el funcionamiento de una máquina robótica de sobremesa utilizado en una línea de producción de motores de accionamiento para aplicaciones de automoción.

1. El material recto llega a la estación de procesamiento.
2. El sensor de identificación comprueba la pieza.
3. En función del resultado de la detección del sensor de identificación, se ordena a la máquina robótica de sobremesa que inicie la operación de montaje.
4. La plantilla del efector final se sustituye y se lleva a cabo la operación de montaje.

Gracias a su versatilidad en aplicaciones como la dispensación, el montaje y la inspección, las máquinas robóticas de sobremesa son ideales para centros de producción celular con una producción de alta mezcla y bajo volumen.

Más Información sobre las Máquinas Robóticas de Sobremesa

Medidas de Seguridad para Máquinas Robóticas de Sobremesa

Para algunos robots de mayor tamaño, como los robots articulados verticalmente (robots con una potencia de 80 W o más), es necesario instalar vallas alrededor del robot como medida de seguridad para que la zona de trabajo del operario y la zona de funcionamiento del robot no se solapen. Así lo exige la ley, pero en los últimos años se ha flexibilizado para que no sea necesario instalar vallas si se toman medidas de seguridad, como ralentizar y detener el robot cuando se acerca una persona para evitar daños al operario. Sin embargo, su uso generalizado aún no se ha extendido. Esto se debe en parte a que, tras la desregulación, las empresas no han invertido en robots industriales.

Por otra parte, muchas máquinas robóticas de sobremesa tienen una potencia de 80 W o menos, ya que se desarrollan con el supuesto de que trabajarán en colaboración con humanos. En este caso, no es necesario instalar una valla alrededor del robot para que pueda trabajar junto a una persona. Sin embargo, si, por ejemplo, se va a utilizar un robot de sobremesa para trabajos de aplicación, es preferible que el sistema adopte medidas de seguridad para evitar daños a las personas midiendo constantemente el entorno del robot con sensores de distancia y cámaras, ya que el brazo del robot de sobremesa lleva una aguja acoplada que puede ser peligrosa.

Ejemplos de Aplicaciones para Máquinas Robóticas de Sobremesa (Penplotter)

Un plóter es una máquina que utiliza un bolígrafo para transcribir el texto de un PC a un papel. Suelen utilizarse en el campo de la ingeniería mecánica, por ejemplo, para transcribir dibujos a papel.

Los trazadores gráficos suelen configurarse con equipos de control numérico, como robots SCARA, pero también pueden realizarse con robots de mesa articulados verticalmente. Los robots articulados verticalmente tienen un alto grado de libertad de movimiento y pueden realizar movimientos de traslación en cada uno de los ejes XYZ, así como movimientos de rotación en cada eje. La escritura humana incluye movimientos de rotación además de los de traslación. Si se realiza un trazador de pluma con un robot articulado verticalmente, será posible conseguir una textura más parecida al texto manuscrito que hasta ahora.

¿Qué es un Generador de Tensión?

Un generador de tensión es un dispositivo que se encarga de generar y emitir tensión arbitraria con gran precisión en función de la aplicación.

Una aplicación habitual extrae una tensión arbitraria durante las pruebas en la fase de investigación y desarrollo.

Los fabricantes de equipos de medición ofrecen varios tipos de generadores de tensión, y es necesario seleccionar el adecuado según el entorno operativo y el uso/propósito previsto.

La demanda de generadores de tensión para aplicaciones de ensayo en el ámbito del desarrollo de componentes para vehículos es cada vez mayor, sobre todo en relación con el cumplimiento de la normativa CASE.

Usos de los Generadores de Tensión

Los generadores de tensión se utilizan con el fin de extraer una tensión arbitraria durante las pruebas en el desarrollo de componentes electrónicos para xEVs en soporte CASE.

Los generadores de tensión pueden clasificarse a grandes rasgos en cuatro tipos en las circunstancias actuales, y debe seleccionarse el tipo de convertidor de potencia que mejor se adapte al propósito de uso y al entorno en el que se utiliza.

A continuación se describen las categorías de generadores de tensión.

• Salida bipolar:
  Salida a través de polaridad positiva sin conmutación
  Salida de cuatro cuadrantes (funcionamiento como fuente y sumidero)

• Salida bipolar lineal: conversión CA-CC
  Salida a través de polaridad positiva y negativa con conmutación
  Salida de 2 cuadrantes (funcionamiento de fuente y sumidero)

Principio de los Generadores de Tensión

Los generadores de tensión consisten en una compleja combinación de bobinas, mecanismos de resonancia y cuadros de control para permitir la generación de cualquier tensión deseada de acuerdo con la función especificada del generador.

Los generadores de tensión son capaces de controlar la forma de onda analógica de alta salida/alta tensión con características dinámicas rápidas bajo fuente/sumidero de polos positivos/negativos y salida bipolar con funcionamiento en cuatro cuadrantes.

Los generadores de tensión desempeñan un papel importante en el desarrollo de componentes electrónicos compatibles con CASE para xEVs y se utilizan para extraer tensiones arbitrarias.

Para simplificar y reducir el tamaño de los circuitos de amplificación, se están desarrollando tecnologías de elevación y reducción que utilizan materiales que combinan metales raros, y se espera que se utilicen en una gama más amplia de aplicaciones en el futuro.

Las ventajas y desventajas son las siguientes:

Ventajas: extracción de tensión arbitraria de alta precisión y calidad.

Desventajas: se requiere un equipo considerablemente mayor para la generación de tensión a niveles especiales de alta tensión.

¿Qué es un Equipo de Litografía por Haz de Electrones?

Los equipos de litografía por haz de electrones se utilizan para dibujar patrones de circuitos en circuitos LSI (integración a gran escala).

Los componentes de circuitos electrónicos semiconductores llamados LSI se incorporan a equipos electrónicos como teléfonos móviles y PC.

Tras diseñar un circuito LSI, el patrón del circuito debe grabarse en una retícula (equivalente a la película en la fotografía de haluro de plata) mediante un haz de electrones.

En este momento, los errores dimensionales y posicionales deben mantenerse dentro de 2-5 nm.

Los equipos de litografía por haz de electrones se utilizan para grabar el patrón del circuito en la retícula con esta precisión.

Usos de los Equipos de Litografía por Haz de Electrones

Los equipos de litografía por haz de electrones se utilizan en el proceso de cocción de los circuitos ultrafinos empleados en las LSI. Los LSI son un componente esencial de los equipos electrónicos. Por ejemplo, los LSI se utilizan como componentes en teléfonos móviles, PC, videoconsolas y cámaras.

El diseño de los LSI varía en función de la aplicación, y los hay adecuados para diversos campos, como los equipos de comunicación, las fuentes de alimentación, el procesamiento acústico, el procesamiento de imágenes, los sensores y la IA.

Para dar cabida a una amplia gama de patrones de diseño de LSI, los patrones de circuito diseñados mediante CAD (diseño asistido por ordenador) se graban en retículas con equipos de litografía por haz de electrones.

Principios de los Equipos de Litografía por Haz de Electrones

El proceso LSI se divide en gran medida en las etapas de diseño, front-end y back-end.

El patrón del circuito se dibuja en una retícula en la fase de diseño. El circuito electrónico se forma de forma altamente integrada en una oblea de silicio en la fase de front-end, y el semiconductor se corta de la oblea, se fija y se sella en su lugar en la fase de back-end.

En la fase de diseño, el patrón de circuito fino de la LSI se graba convencionalmente en el retículo mediante transferencia óptica, de forma similar a la fotografía de haluro de plata.

Sin embargo, la luz (luz visible) tiene una longitud de onda de entre 400 y 700 nm, por lo que los circuitos más finos que la longitud de onda de la luz no pueden grabarse en el retículo.

A medida que los LSI se han ido haciendo más grandes con el tiempo, el tema de investigación era cómo concentrar un gran número de circuitos en un LSI pequeño.

La longitud de onda de un haz de electrones es de 0,012 nm a una tensión de aceleración de 10 kV, por lo que puede dibujar patrones de circuitos mucho más finos que la luz.

Sin embargo, para dibujar patrones de circuitos muy finos, se necesita un dispositivo que pueda apuntar el haz de electrones con gran precisión.

Los equipos de litografía por haz de electrones se desarrollaron como un dispositivo de este tipo.

Existen dos tipos de equipos de litografía por haz de electrones: sistemas de barrido de trama (que alinean “puntos” como los píxeles de televisión) y sistemas de barrido vectorial (que rellenan formas como círculos y rectángulos).

Estos equipos de litografía por haz de electrones permiten dibujar patrones de circuitos de alta definición en retículas.

¿Qué es un Medidor EMF?

Un medidor EMF es un instrumento de medida que mide y cuantifica las ondas electromagnéticas generadas por equipos electrónicos y vehículos eléctricos en mG (mili-Gauss) o μT (micro-Tesla). Se utilizan para medir las ondas electromagnéticas generadas por los campos electromagnéticos ambientales.

Existen varios tipos de medidores EMF, que van desde los de tipo terminal portátil hasta los de tipo estacionario, en función de la precisión de medición requerida.

Es necesario seleccionar el instrumento de medida adecuado para las distintas aplicaciones.

Usos de los Medidores EMF

Los medidores EMF se utilizan principalmente en ensayos ambientales para medir la intensidad de las ondas electromagnéticas generadas por aparatos eléctricos como monitores de ordenador, televisores, equipos de vídeo y lámparas fluorescentes, así como los campos electromagnéticos ambientales alrededor de líneas y subestaciones eléctricas de alta tensión.

Los medidores EMF utilizan una placa montada con un circuito de detección de alta respuesta, que mide instantáneamente el campo magnético generado detectado por la sonda conectada externamente y lo cuantifica en mG (mili-Gauss) o μT (micro-Tesla).

Los casos de uso específicos incluyen

• Mediciones EMS para la homologación del rendimiento de las pruebas medioambientales de vehículos eléctricos
• mediciones EMS para la aprobación del rendimiento de las pruebas medioambientales de electrodomésticos

Principios de los Medidores EMF

En general, existen dos tipos de medidores EMF: uniaxiales y triaxiales.

El principio de medición del campo magnético consiste en que la señal analógica obtenida a través de la bobina montada en el interior es calculada por la tarjeta de medida y convertida en un valor numérico.

Los valores numéricos se expresan en mG (mili-Gauss) o μT (micro-Tesla).

La diferencia entre los tipos de 1 eje y 3 ejes indica el número de bobinas instaladas, y la diferencia de tensión se mide en ambos extremos de cada bobina.

Cuando se miden campos electromagnéticos en un área extensa, se instalan varios detectores de ondas electromagnéticas, conocidos como sondas, y sus valores detectados se introducen en un circuito de cálculo y se convierten en valores numéricos.

Los fabricantes de equipos de medición más conocidos del sector son Fauzer, Gigahertz Solutions y Rohde & Schwarz y Anritsu.

¿Qué es un Comprobador de Conducción?

Los comprobadores de conducción, tambien conocidos como comprobadores de continuidad son máquinas de pruebas que puede conectar varios cables, arneses y conectores. Tiene la capacidad de comprobar automáticamente en poco tiempo que los cables, etc. están conectados eléctricamente como se espera en las posiciones de los pines en ambos extremos.

Suelen estar alojados en una carcasa relativamente compacta y constan de un panel LCD en la parte delantera, una lámpara para mostrar los resultados de la prueba, un botón de inicio y botones para configurar los elementos de prueba, etc. En la parte trasera del comprobador se encuentran los terminales de conexión para conectar los cables.

Algunos comprobadores pueden imprimir los resultados de las pruebas en una impresora.

Usos de los Comprobadores de Conducción

Algunos tipos de comprobadores de conducción pueden controlarse desde una PC. Desde la PC se puede configurar la prueba, el contenido de la prueba, probar cables, mazos de cables y conectores con más de 100 patillas a la vez.

Los comprobadores de conducción se encargan del correcto cableado entre terminales, incluidos cables y conectores, aplicando una tensión relativamente pequeña y haciendo pasar una corriente entre los terminales.

Principio de los Comprobadores de Conducción

Además de la prueba de continuidad descrita anteriormente, algunos tipos de comprobadores de conducción también tienen funciones tales como pruebas de tensión soportada, pruebas de resistencia de aislamiento y pruebas de desconexión instantánea.

La prueba de tensión soportada comprueba el aislamiento entre terminales aplicando una tensión descendente entre diferentes terminales y comprobando si hay chispas entre terminales.

Las pruebas de resistencia de aislamiento comprueban si la resistencia de aislamiento entre terminales cumple las especificaciones de los cables y conectores.

En la prueba de desconexión instantánea, el cable y el conector se comprueban en un lugar específico de la prueba de continuidad normal. Por lo tanto, una patilla mal soldada en el conector o un cable parcialmente roto pueden considerarse correctos.

Por este motivo, es posible detectar desconexiones momentáneas, por ejemplo, aplicando vibraciones al cable o al conector mientras se realiza la prueba. Esto se denomina prueba de desconexión instantánea.

Como se ha explicado anteriormente, algunos comprobadores de conducción combinan pruebas de tensión soportada, pruebas de resistencia de aislamiento y pruebas de desconexión instantánea además de las pruebas de continuidad, y están programados en el PC para realizar estas pruebas automáticamente en secuencia.

El procedimiento de prueba configurado en el PC se envía a la máquina y, una vez finalizada la configuración, los cables y conectores que se van a medir se conectan al comprobador de conducción y las pruebas se repiten en secuencia.

¿Qué son las Pruebas de Fatiga?

Las pruebas de fatiga son dispositivos que se utilizan para verificar el grado de deterioro que se produce cuando piezas o productos de metal u otros materiales se someten a cargas repetidas.

Por ejemplo, si una pieza de metal se carga una vez, no se produce ningún cambio, pero si la carga se aplica repetidamente, aparecen pequeñas grietas en la pieza de metal. A medida que éstas se acumulan, la pieza se vuelve quebradiza y acaba destruyéndose. Este fenómeno de fragilidad se denomina fatiga, y el límite en el que se produce la fractura se denomina límite de fatiga.

El fallo es un fenómeno que se produce cuando un producto repite una operación determinada aunque la tensión sea inferior a la tensión admisible asumida para el producto. Es una de las principales causas de fallo de un producto y, por tanto, es un elemento importante que se inspecciona en muchas fases del diseño.

Usos de las Pruebas de Fatiga

Las pruebas de fatiga se utilizan en las fases de inspección y diseño de una amplia gama de productos, desde productos sometidos a vibraciones, rotación y cargas repetitivas, hasta los componentes utilizados en esos productos y los materiales empleados en esos componentes. A la hora de seleccionar un comprobador de fatiga, es necesario tener en cuenta la fatiga que puede producirse en el producto y seleccionar un dispositivo que pueda realizar las pruebas adecuadas para esa fatiga. Como las pruebas de fatiga suelen ser caras y de gran tamaño, también es útil subcontratarlas.

Principios de las Pruebas de Fatiga

Existen varios tipos de pruebas de fatiga, en función del método de ensayo utilizado para verificar diversos factores de fatiga. En esta sección se describen los distintos métodos de pruebas de fatiga y los principios de las máquinas de ensayo. Tenga en cuenta que los tipos de ensayo de fatiga incluyen tracción, flexión, impacto, torsión, rotación y eléctrico.

Aquí se explican los típicos “ensayo de fatiga por tracción/compresión”, “ensayo de fatiga por flexión” y “ensayo de fatiga por torsión”.

1. Ensayos de Fatiga por Tracción y Compresión

Los ensayos de fatiga por tracción y compresión se realizan sobre el material metálico, componente o producto sometido a ensayo. El ensayo de fatiga por tracción se realiza fijando dos puntos en el objeto de ensayo y aplicando continuamente una fuerza de tracción a intervalos regulares.

El ensayo de fatiga por compresión, en cambio, se realiza aplicando fuerzas de compresión cíclicas desde dos lados. El tiempo de ensayo puede ajustarse en función de la magnitud y el ciclo de las fuerzas de tracción y compresión aplicadas.

2. Ensayos de Fatiga por Flexión

Existen dos tipos de ensayo de fatiga por flexión: “ensayo de fatiga por flexión plana” y “ensayo de fatiga por flexión rotativa”. El ensayo de fatiga por flexión plana se realiza tanto en materiales metálicos como en materiales plásticos. El ensayo se realiza fijando los dos puntos a ensayar y aplicando repetidamente una fuerza de flexión.

Se utiliza en productos sometidos a fuerzas de flexión repetidas, como los álabes de los compresores. Los ensayos de fatiga por flexión rotativa se realizan haciendo girar una probeta redonda en forma de barra y aplicándole una carga de flexión. Se utiliza sobre todo en piezas de automóviles accionadas por un motor.

3. Ensayo de Fatiga por Torsión

El ensayo de fatiga por torsión prueba la fatiga causada por la fijación de dos puntos a ensayar y la torsión repetida de los dos puntos. Se realiza en motores, turbinas, motores, etc., o en los ejes que transmiten su par de rotación.

Como los resultados de estas pruebas pueden verse afectados por la temperatura y las condiciones ambientales, las pruebas también se realizan en combinación con cámaras de temperatura constante o ambientales. Aparte de las pruebas de fatiga mecánica, también existen bancos de pruebas que miden la fatiga causada por el calor, conocida como “fatiga térmica”, mediante repetidos “calentamientos y enfriamientos” añadiendo ciclos de temperatura.

Más Información sobre Pruebas de Fatiga

Fuente de Energía para Ensayos de Fatiga

Las pruebas de fatiga se pueden dividir por fuente de energía en tres tipos: el tipo mecánico, que es accionado por un motor; el tipo vibrador, que se basa en una fuente de vibración; y el tipo hidráulico, que es accionado por la presión hidráulica.

1. Tipo mecánico
El tipo mecánico utiliza un mecanismo para crear un movimiento alternativo o giratorio y realiza un movimiento continuo. La ventaja de este tipo es que es fácil crear un dispositivo que se adapte a la aplicación de prueba, y hay muchas máquinas disponibles comercialmente que se adaptan a las especificaciones de prueba predeterminadas.

Además, se pueden fabricar varios tipos de máquinas de ensayo, como las de movimiento rotatorio y las de movimiento combinado que combinan rotación y movimiento lineal, y se pueden utilizar en una amplia gama de aplicaciones.

2. Tipo de máquina vibradora
El tipo vibrador es una máquina de ensayo con una fuente de funcionamiento vibratoria, como una bobina electromagnética. La ventaja es que la frecuencia de funcionamiento puede ajustarse alta, aunque la amplitud no puede ser grande. Por lo tanto, el número requerido de movimientos repetitivos se puede lograr rápidamente y el tiempo de prueba se puede reducir.

3. Tipo hidráulico
Los tipos hidráulicos funcionan con una fuente hidráulica y cilindros hidráulicos y se caracterizan por la capacidad de aplicar cargas elevadas. Algunos también tienen la capacidad de aplicar vibraciones de alta frecuencia, conocidas como servos hidráulicos.