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¿Qué es un Protector de Circuitos?

Un protector de circuitos es un dispositivo de desconexión de energía para instrumentación. La palabra “circuito” se refiere a un circuito eléctrico. Por lo tanto, la traducción literal de protectores de circuitos es “protector de circuito eléctrico”, y se utiliza para el siguiente fin.

En lugar de ser de baja capacidad, los disyuntores se caracterizan por una velocidad de desconexión más rápida que los disyuntores generales de baja tensión. Debido a esta característica, se utilizan sobre todo para la protección de circuitos de control y circuitos de instrumentación. Funcionan antes que los disyuntores de baja tensión instalados en el lado primario para proteger los circuitos superiores.

Usos de los Protectores de Circuitos

Los protectores de circuitos se utilizan en circuitos de instrumentación y control. Los equipos de medida para aplicaciones industriales, como los transmisores de presión diferencial y los caudalímetros electromagnéticos, se denominan instrumentación, y los circuitos utilizados para suministrar alimentación a la instrumentación y recibir y transmitir señales se denominan circuitos de instrumentación. Los circuitos de instrumentación se caracterizan por un bajo consumo de energía a pesar de su gran importancia entre los dispositivos industriales.

Los protectores de circuitos pueden utilizarse para proteger los circuitos superiores y minimizar los efectos de las averías de los circuitos de instrumentación. Los circuitos de control son circuitos eléctricos que controlan la potencia y las fuentes de calor de los equipos industriales.

Los grandes motores industriales se controlan para que funcionen y se detengan mediante contactores electromagnéticos y otros dispositivos de accionamiento. Aunque los grandes motores consumen grandes cantidades de energía, el consumo de energía utilizado para controlar el dispositivo de accionamiento tiende a ser pequeño.

Sin embargo, el circuito de control es de gran importancia porque cualquier anomalía en el circuito de control hará que el equipo industrial pierda el control. El uso de un protector de circuito minimiza los efectos de un error en el circuito de control.

Principio de los Protectores de Circuitos

Los protectores de circuitos de uso general se dividen en partes tales como bobinas de disparo, piezas de contacto, carcasas y asas. La bobina de disparo es la parte que interrumpe el circuito abriendo los contactos con la fuerza magnética de la bobina electromagnética en caso de sobrecorriente. Se utiliza en el mecanismo de desconexión de los protectores de circuitos porque tiene una respuesta más inmediata que el bimetal.

La parte de contacto es una pieza metálica que conduce realmente la electricidad al circuito, y cuando la parte de contacto se abre, el circuito se interrumpe. Como materiales se utilizan aleaciones de cobre o plata. La carcasa es el marco exterior del protector de circuito y está hecha de resina aislante. Aísla los contactos del muelle de accionamiento y del soporte de montaje.

La empuñadura es un componente de interfaz que permite el manejo humano. La maneta y el muelle activan y desactivan los contactos para controlar la desconexión conductiva. La mayoría de los protectores de circuitos están equipados con una función libre de disparo.

La función sin disparo es una función que da prioridad a los disparos por sobreintensidad y abre los contactos incluso cuando la maneta está bloqueada en la posición “on”. Esta es una de las principales funciones de un protector de circuitos y mejora la fiabilidad y seguridad de la rotura del circuito.

Cómo Seleccionar un Protector de Circuitos

Los protectores de circuitos se utilizan en circuitos de instrumentación y control; no se suelen utilizar como disyuntores para motores de potencia trifásicos.

El primer paso es comprobar el número de fases del circuito. La mayoría de los circuitos de instrumentación y control son monofásicos, así que seleccione un protector de circuito monofásico o bifásico.

Aunque un protectores de circuitos monofásico ahorra espacio y es más económico, no interrumpe completamente el circuito. Por lo tanto, utilice la fase con tensión de 0 V a tierra como fase común (cable común); si ambas fases no tienen tensión de 0 V a tierra, asegúrese de seleccionar un protector de circuitos de 2 fases o más.

Los protectores de circuitos trifásicos se utilizan en circuitos que indican tensión trifásica, como un indicador de tensión. En raras ocasiones, también se utilizan como disyuntores para pequeños motores trifásicos.

Una vez determinado el número de fases, compruebe la intensidad nominal del equipo que se va a conectar al lado secundario; si hay dos o más unidades conectadas, el valor total debe utilizarse como intensidad nominal, y debe seleccionarse un disyuntor con una capacidad superior a la intensidad nominal.

Si se selecciona un protector de circuitos con una corriente inferior a la nominal, existe un alto riesgo de disparo durante el uso normal. Dado que los circuitos de control e instrumentación suelen ser de gran importancia y que los disparos frecuentes no son rentables, seleccione un disyuntor con capacidad suficiente.

¿Qué son los Robots Colaborativos?

Los robots colaborativos, también conocidos como cobots, son una categoría de robots diseñados para permitir la colaboración entre humanos y máquinas en un mismo entorno de trabajo.

A diferencia de los robots convencionales, que suelen estar instalados en líneas de producción dedicadas y restringen el acceso humano a tareas de mantenimiento, los cobots pueden operar en estrecha proximidad con los trabajadores sin la necesidad de barreras de seguridad. Esto brinda la oportunidad de mejorar la eficiencia y la flexibilidad en los procesos de fabricación.

Los robots colaborativos han surgido como una solución viable para superar las limitaciones de las líneas de automatización dedicadas. A través de su implementación, las empresas pueden reducir la inversión inicial y ser más receptivas a cambios menores en los elementos de producción o a situaciones imprevistas. Esto resulta especialmente beneficioso para las pequeñas y medianas empresas, que pueden adoptar robots adicionales sin detener la operación de la línea de producción.

En la actualidad, los robots colaborativos se utilizan en una amplia gama de sectores, incluyendo la industria alimentaria, automotriz, electrónica y también en aplicaciones de servicios, como en el ámbito de la restauración. Su presencia en nuestra vida cotidiana está en constante crecimiento, lo que demuestra su capacidad para brindar soluciones eficientes y seguras en diversos entornos de fabricación.

Usos de los Robots Colaborativos

Los robots colaborativos son relativamente pequeños y pueden realizar trabajos minuciosos en un espacio de trabajo reducido. Como suelen estar equipados con cámaras y capacidades de procesamiento de imágenes, se utilizan en una amplia gama de industrias.

En concreto, hasta ahora, las piezas se insertaban manualmente y se suministraban a la línea con su orientación, posición, etc. fijadas, pero con la adquisición de la capacidad de procesamiento de imágenes, los robots son ahora capaces de determinar el color, la forma, la orientación, etc. de un gran número de piezas, recogerlas y suministrarlas al siguiente proceso, lo que supone una importante contribución a la mejora de la productividad.

Principio de los Robots Colaborativos

Los robots colaborativos son más flexibles que los robots industriales convencionales, con articulaciones de 5 y 6 ejes, y son capaces de realizar trabajos de alta velocidad y precisión. Equipados con cámaras y sensores, pueden reconocer no sólo objetos sino también el entorno circundante mediante el procesamiento de imágenes. Algunos modelos están equipados con botones fijados al brazo para controlar las instrucciones de movimiento del robot.

Además, se toman medidas de seguridad para garantizar que trabajen de forma cooperativa en la misma zona de trabajo que los humanos. Muchos robots colaborativos tienen forma redondeada para evitar lesiones a los humanos, y la mayoría de ellos tienen sensores que detectan y detienen su funcionamiento cuando son tocados por un humano.

Algunos robots están equipados con luces LED en el brazo robótico, por ejemplo, para indicar el estado del robot y que el operario pueda comprobar su funcionamiento. Aunque los robots se diseñan pensando en la seguridad, es necesario garantizarla mediante evaluaciones de riesgos por parte de las propias empresas que los introducen.

Más Información sobre Robots Colaborativos

Cuando se introduce un robot, ya sea un robot industrial o un robot colaborativo, es necesaria la enseñanza para definir la operación de trabajo y establecer el sistema de control del robot. Existen varios métodos de enseñanza

1. Enseñanza Fuera de Línea

La enseñanza fuera de línea implica crear un programa e instalarlo en el robot. Aunque puede crearse un programa si se dispone de un PC, no se crea mientras se comprueba el funcionamiento y el entorno reales, y existe la posibilidad de que se produzcan errores de programación, por lo que resulta más difícil programar movimientos complejos y casos en los que varios robots trabajan simultáneamente. En respuesta a esto, se está aplicando la tecnología de gemelos digitales para reproducir movimientos realistas.

2. Enseñanza en Línea

La enseñanza en línea es un método de construcción de un programa basado en el historial de operaciones del robot mientras se maneja el control remoto en el lugar real. Dado que se suponen e implementan varios casos en el emplazamiento real, es necesario detener el funcionamiento durante este tiempo.

3. Enseñanza Directa

En la enseñanza directa, una persona mueve directamente el robot con la mano para que el robot aprenda el funcionamiento. El brazo del robot lleva incorporado un sensor de fuerza, un sensor de par o un servomotor capaz de detectar el par. Este método calcula automáticamente la fuerza aplicada externamente, la velocidad y el ángulo de rotación para componer un programa, y se utiliza a menudo en robots colaborativos en particular.

4. Enseñanza Mediante IA

En los últimos años se han desarrollado tecnologías que utilizan la IA para crear automáticamente programas proporcionando únicamente objetivos de trabajo, lo que permite crear programas de trabajo fácilmente y en poco tiempo.

¿Qué es una Cámara TOF?

Una cámara TOF (time-of-flight) es una cámara que visualiza la distancia a un objeto midiendo el tiempo de vuelo de la luz.

La luz infrarroja se utiliza principalmente para medir la distancia a un objeto. Se mide el tiempo que tarda la luz infrarroja irradiada en regresar del objeto, y a partir de ese tiempo se calcula la distancia.

Mientras que una cámara normal sólo puede obtener información bidimensional sobre un objeto, una imagen tomada con una cámara ToF incluye información de profundidad, lo que permite obtener información tridimensional. El método de adquirir información a través de imágenes, como con una cámara, se denomina “3D-TOF”, mientras que el método de simplemente conocer la distancia se denomina “1D-ToF”.

Usos de las Cámaras TOF

Las cámaras TOF tienen una amplia gama de aplicaciones en la industria, la medicina y otros campos, como se indica a continuación:

1. Reconocimiento de Personas y Formas

Las cámaras TOF se utilizan para el reconocimiento de personas y formas. Las cámaras TOF pueden utilizarse para reconocer el movimiento de un paciente en un hospital y ser útiles a la hora de vigilarlo. También pueden instalarse en tiendas para seguir los movimientos de la gente y utilizarse para contar el número de personas.

Otros usos de las cámaras TOF son en el funcionamiento automatizado de los coches. Las cámaras TOF pueden utilizarse para detectar peatones y evitar que los coches los atropellen por detrás.

2. Detección de Objetos y Control de la Seguridad

Las cámaras TOF se utilizan en fábricas y otros centros de producción para la detección de objetos y la supervisión de la seguridad. Las cámaras TOF pueden acoplarse a robots industriales y equipos de transporte para detectar la intrusión de objetos.

Además, cuando las cámaras TOF se instalan en prensas, robots y otras fuentes de peligro, es posible identificar si el objeto que se aproxima es un objeto transportado o una persona. Cuando se utilizan para observar cultivos agrícolas, la medición de su tamaño y forma puede servir para determinar cuándo cosecharlos.

3. Aplicación a Teléfonos Inteligentes

Los sensores de imagen a distancia TOF se utilizan cada vez más en los teléfonos inteligentes, que pueden captar con precisión los movimientos físicos de los jugadores y reflejarlos en los juegos.

Asimismo, al comprar o vender algo en un sitio de comercio electrónico, será posible medir y mostrar las dimensiones del objeto al instante. Además, las cámaras ToF también se utilizan para el reconocimiento facial al iniciar sesión en smartphones.

Al identificar la forma de la cara con las cámaras TOF, se realiza la función de reconocimiento facial. A diferencia de las cámaras normales, las cámaras ToF pueden evitar la suplantación de identidad porque reconocen la cara del propietario como una mera superficie plana, aunque se utilice una foto de la cara del propietario.

Principio de las Cámaras TOF

Las cámaras TOF constan de un objetivo, un detector que detecta la luz y una fuente de luz que se sincroniza con el detector. La luz de referencia emitida por la fuente de luz incorporada se refleja en el objeto y se mide el tiempo que tarda en llegar al detector (tiempo de vuelo).

La velocidad de la luz es de unos 300.000 km/s y es una constante invariante. Por lo tanto, sabemos que la distancia del grano objetivo es la mitad del producto de las dos.

Tipos de Cámaras TOF

Existen dos tipos principales de métodos de medición del tiempo de vuelo: TOF directo y TOF indirecto.

1. Método TOF Directo

En el método TOF directo, se irradia un pulso de luz como luz de referencia y se detecta el pulso de luz reflejado. Este método mide el tiempo de vuelo midiendo directamente el tiempo desde la irradiación hasta la detección.

Simultáneamente, con la irradiación de la luz de referencia, se genera dentro del circuito de medida una corriente de pulso de medida con una anchura y un periodo conocidos. El tiempo de vuelo puede medirse a partir de la diferencia entre el tiempo en que la corriente de impulsos es generada por el detector y el tiempo en que la corriente de impulsos es generada por la corriente de impulsos de medición y la luz reflejada.

2. Método TOF Indirecto

El método TOF indirecto determina la distancia a partir del desfase con una luz de referencia. La amplitud de la onda continua emitida por la fuente de luz se modula para generar una onda sinusoidal con una frecuencia conocida.

Ésta se irradia sobre el objeto como luz de referencia, y se detecta el desplazamiento de fase de la luz reflejada por el objeto. El desplazamiento de fase puede convertirse en una diferencia de tiempo utilizando la frecuencia de la onda sinusoidal. Esto permite calcular el tiempo de vuelo.

Concretamente, la intensidad de la luz reflejada se mide cuatro veces para un periodo de luz de referencia. Mediante una transformación discreta de Fourier, se puede obtener el desfase con respecto a la luz de referencia.

Otra Información sobre las Cámaras TOF

Ventajas de las Cámaras TOF

Entre las ventajas del método ToF se incluyen su pequeño tamaño, la baja carga de la CPU y la posibilidad de utilizarlo en lugares oscuros. A continuación se explica cada una de estas ventajas.

1.  Puede Utilizarse en Lugares Oscuros
   La ventaja de las cámaras TOF es que pueden utilizarse en la oscuridad porque utilizan luz infrarroja en lugar de luz visible. Se puede obtener información tridimensional de los objetos incluso cuando no hay ninguna fuente de luz en los alrededores.
2.  Tamaño Reducido y Baja Carga de CPU
   Las cámaras TOF tienen una configuración de dispositivo sencilla, lo que les permite ser más pequeñas que los sistemas de luz estructurada. Otra característica atractiva es su baja carga de CPU.
   Cuando se considera incorporar un sensor TOF a un equipo de producción utilizado en un centro de fabricación, una baja carga de CPU reduce el riesgo de retrasos y permite construir un sistema de producción estable.
3. También hay Productos de Bajo Costo
   Las cámaras TOF no sólo son caras, sino también baratas, dependiendo de las especificaciones. Dado que el precio de las cámaras TOF varía mucho en función de las especificaciones, se recomienda considerar el precio de las cámaras TOF en relación con las especificaciones que necesita antes de comprar.

¿Qué es una Máquina de Medición de Coordenadas (CMM)?

Una máquina de medición de coordenadas (CMM) es un instrumento capaz de medir características superficiales a nivel submicrométrico.

Una submicra es un nivel inferior a una micra, donde una micra es 1/1.000 de un milímetro. Las máquinas de medición de coordenadas 3D pueden capturar la forma de una pieza en tres dimensiones y realizar diversas mediciones.

También se utilizan para medir la rugosidad superficial, la altura y el grosor de sustratos de componentes electrónicos y semiconductores. Se caracterizan por su alta velocidad, alta resolución y alta precisión.

También existen varios tipos de maquinaria de medición de coordenadas en función del método de instalación y el método de medición. Hay tipos estacionarios y portátiles en términos de método de instalación, y tipo de contacto, tipo sin contacto, rastreador láser, máquina de trazado, etc. en términos de método de medición.

Usos de las Máquinas de Medición 3D (CMM)

Las aplicaciones de la maquinaria de medición de coordenadas son las siguientes:

1. Medición de la Rugosidad de la Línea

La maquinaria de medición de coordenadas puede medir los parámetros típicos de rugosidad superficial como Ra, Rz, etc., así como un medidor de rugosidad superficial tipo palpador.

2. Medición de la Rugosidad Superficial

La maquinaria de medición por coordenadas puede medir la ondulación y los escalones entre superficies con gran precisión midiendo toda la superficie. Algunos ejemplos son la evaluación de la ondulación de las arandelas y la medición de los escalones del calibrador de bloques.

3. Medición de Planos

Las máquinas de medición por coordenadas se utilizan para medir la distancia entre dos puntos: líneas rectas, centros circulares y otras superficies planas. Se utilizan en todas las industrias, incluidas las de dispositivos médicos, arqueología, moldeo y relojería.

Principio de las Máquinas de Medición por Coordenadas

La mayoría de las máquinas de medición 3D (CMM) utilizan la interferometría de luz blanca. La interferometría de luz blanca es un método de medición que utiliza un interferómetro de luz blanca. La interferencia de luz es un fenómeno que se produce cuando hay una diferencia en la distancia de la luz desde la superficie de un objeto hasta un punto determinado. Los interferómetros ópticos utilizan este fenómeno para medir, por ejemplo, el estado de las irregularidades de una superficie.

La interferencia de la luz hace que aparezca un patrón de rayas debido a la diferencia de camino óptico generada por la irregularidad de la superficie de la muestra. El número de rayas indica la altura del desnivel de la superficie de la muestra. En la práctica, se utiliza una lente objetiva con un espejo de referencia incorporado, denominada lente de interferencia. Se irradia luz blanca sobre el espejo de referencia y la lente del objetivo, y la señal de interferencia se observa mediante una cámara mientras la lente del objetivo se mueve hacia arriba y hacia abajo.

Algunos modelos también están equipados con un CMOS de alta sensibilidad, un semiconductor que convierte la luz que entra a través de la lente en señales eléctricas. un dispositivo de imagen de estado sólido que utiliza CMOS puede capturar una imagen externa al mismo tiempo que la forma, lo que permite observar y medir la superficie al mismo tiempo. El contenido del análisis se convierte en datos, como un modelo 3D, que puede visualizarse en un sistema CAD.

Otra Información sobre la Máquina de Medición por Coordenadas

1. Funciones de las Máquinas de Medición 3D Por Coordenadas (CMM)

Las máquinas de medición de coordenadas (CMM) disponibles en el mercado hoy en día utilizan la última tecnología y pueden realizar libremente mediciones que eran imposibles en el pasado. Las coordenadas 3D de un punto específico desde un origen virtual se consideran difíciles de medir con instrumentos de medición comunes, como calibres y micrómetros.

Asimismo, la medición mediante puntos virtuales y líneas virtuales y las tolerancias geométricas también son extremadamente difíciles de medir con otros instrumentos de medición, pero las máquinas de medición 3D por coordenadas (CMM) pueden hacerlo. Recientemente, se ha hecho posible leer la forma de un prototipo en 3D y crear un objeto 3D utilizando una impresora 3D para comprobar la forma de la misma manera que el producto real.

2. Problemas y Soluciones para las Máquinas de Medición 3D (CMM)

La eficacia del trabajo de medición ha mejorado drásticamente gracias a la tecnología de medición de alta precisión de las máquinas de medición 3D por coordenadas (CMM) y al aumento de la velocidad de procesamiento de los datos de medición, pero también existen los siguientes problemas.

• Alto coste de instalación
• Gran espacio de instalación y elevados requisitos de mantenimiento
• El tamaño de la propia máquinas de medición 3D (CMM) es limitado, lo que a su vez limita el tamaño de los objetos que pueden medirse.

Las máquinas de medición 3D (CMM) con brazo articulado han surgido como solución a estos problemas. Esta tecnología, desarrollada en un principio para fabricantes de prótesis de brazo y pierna, se utiliza ahora en máquinas de medición de coordenadas transportables.

La posibilidad de mover el brazo a voluntad del medidor ha ampliado aún más la gama de mediciones que pueden realizarse. La introducción de la medición sin contacto mediante láser también ha permitido medir objetos de gran tamaño.

¿Qué es un Medidor de Vibración?

Un medidor de vibraciones, en inglés: (Vibration Meter) es un dispositivo para medir la magnitud de la vibración de un objeto a medir. La magnitud de la vibración se expresa generalmente en tres escalas: desplazamiento, velocidad y aceleración.

Es importante elegir qué parámetro medir, en función del tipo de vibración que se desee medir y del objeto que se quiera evaluar. Cuando se mide la aceleración, a veces se habla de acelerómetro.

Aplicaciones de los Medidores de Vibración

Los medidores de vibración o vibrómetros se utilizan ampliamente en investigación y desarrollo, centros de producción y protección del medio ambiente. En el campo de la investigación y el desarrollo, por ejemplo, las características de vibración de los componentes se miden durante la fase de desarrollo del producto para evitar resonancias, daños y ruidos anómalos.

En la producción, por ejemplo, la medición de las vibraciones de los motores se utiliza para determinar si son buenas o malas como método de inspección del envío de los productos. Además, para evitar daños durante el transporte, la vibración durante el transporte se reproduce en una máquina de pruebas para mejorar el embalaje.

En el caso de los turbogeneradores, por ejemplo, la vibración durante el funcionamiento se controla para detectar fallos en una fase temprana. En el campo del medio ambiente, la medición de las vibraciones es esencial para resolver los problemas de contaminación causados por las vibraciones de las fábricas y las obras de construcción.

El efecto de las vibraciones en el cuerpo humano se determina midiendo el nivel de vibración, que es una relación con una aceleración de referencia. Los niveles de vibración se definen en las normas ISO y JIS y también se utilizan para determinar el confort de marcha de coches y vehículos ferroviarios.

También se utilizan para medir las vibraciones sísmicas y emitir avisos, y para medir las formas de onda de las vibraciones sísmicas con el fin de evaluar la estructura sísmica y aislada de vibraciones de los edificios.

Principio del Vibrómetro

La detección de vibraciones en los vibrómetros utiliza lo que se conoce como captadores. Los captadores pueden ser piezoeléctricos, electromagnéticos, mecánicos, ópticos o electromagnéticos.

1. Vibrómetro Piezoeléctrico

La fuerza generada por la vibración se convierte en una tensión proporcional a dicha fuerza por el efecto piezoeléctrico del elemento piezoeléctrico. Existen dos tipos: el de cizalladura, que mide la tensión en la superficie del elemento piezoeléctrico, y el de compresión, que tiene una estructura simple con un peso sobre el elemento piezoeléctrico. Son compactos, ligeros y pueden medir hasta una gama de frecuencias elevada.

2. Vibrómetro Electromagnético

Este tipo de vibrómetro consta de un imán y una bobina, y mide los cambios en la corriente eléctrica causados por la inducción electromagnética, que se genera por la vibración según la relación posicional entre el imán y la bobina.

3. Vibrómetro Mecánico

Utiliza un elemento semiconductor MEMS (micro electric mechanical system) para medir los cambios de capacitancia en respuesta al desplazamiento de un electrodo variable.

4. Ótros Vibrómetros

También existen vibrómetros ópticos, que miden el desplazamiento irradiando un haz láser, y vibrómetros electromagnéticos, que utilizan láseres Doppler de microondas para medir el desplazamiento relativo. Estos métodos no requieren que se fije un captador al objeto vibrante y son adecuados para medir vibraciones en objetos pequeños, objetos calientes y superficies líquidas.

Otra Información sobre los Medidores de Vibración o Vibrómetros

1. Cómo utilizar el Vibrómetro

Se recomienda fijar firmemente el captador con espárragos o similar de forma que esté en estrecho contacto con el objeto no medido. Tenga en cuenta que si el método de fijación no es firme, el captador puede convertirse en un filtro y no será posible realizar mediciones precisas.

Los métodos de fijación distintos de los pernos prisioneros incluyen el uso de adhesivos o imanes. El análisis de frecuencias se utiliza mucho para analizar las vibraciones. Se trata de un método para averiguar qué frecuencias contiene la forma de onda medida y con qué intensidad se presenta cada frecuencia. 2. Unidades de vibración

2. Unidades de Vibración

La vibración de una máquina es definida por JIS como un cambio temporal en la magnitud de una cantidad que representa el movimiento o desplazamiento de un sistema mecánico, alternando entre estados mayores y menores que un cierto valor medio o de referencia. La vibración consta de tres elementos: amplitud, frecuencia y fase. Al medir la vibración, hay tres parámetros -desplazamiento, velocidad y aceleración- para los que se utilizan vibrómetros.

Las unidades prácticas de vibración son

• Desplazamiento: cm, μm (=10-6 m), nm (=10-9 m)
• Velocidad: cm/s, mm/s
• Aceleración: cm/s2, Gal (Gal = cm/s2), G (Gee = 9,80665 m/s2).

En el caso de los medidores del nivel de vibración utilizados para medir la vibración ambiental, la magnitud de la vibración ambiental se evalúa mediante el nivel de vibración (dB), que es un valor de medición basado en las características sensoriales de vibración del cuerpo humano. Se trata del mismo concepto que para los niveles de ruido, en los que el valor medido obtenido tras la corrección de la magnitud física de vibración por las características sensoriales del cuerpo humano se utiliza como objetivo de evaluación.

• Nivel de vibración L = 20log(V/ V0) [dB].
• V0: Aceleración de vibración de referencia
• V: Valor efectivo de la aceleración de la vibración (r.m.s.)

V0 se utiliza como 10-5 m/s2 en Japón y 10-6 m/s2 en otros países.

 

¿Qué son las Sonda Pasiva?

Las sondas pasivas se utilizan para conectar eléctricamente la señal en el punto de medida al terminal de entrada de un osciloscopio.

En el caso de la observación de formas de onda con un osciloscopio, se puede decir que es un dispositivo para transmitir la señal que se va a medir desde el punto de medición hasta el osciloscopio.

Las sondas de osciloscopio pueden ser sondas activas con un circuito de amplificación de señal incorporado o sondas pasivas formadas únicamente por componentes pasivos, pero este artículo se limitará a estas últimas.

Usos de las Sondas Pasivas

Las sondas pasivas se utilizan para detectar señales en puntos de medición cuando se observan formas de onda de señales con un osciloscopio.

La tensión en el punto aplicado se transmite al osciloscopio. Cuando se observan formas de onda de corriente directamente, deben utilizarse sondas de corriente.

Principios del Sondeo Pasivo

La sonda no permite una observación precisa de la forma de onda en un osciloscopio. Para obtener mediciones precisas, la sonda debe manipularse con el debido cuidado.

1. Influencia de la Sonda en el Circuito Bajo prueba

Cuando se combinan un osciloscopio y una sonda pasiva para la observación de la forma de onda, se puede suponer que “el circuito bajo prueba está conectado a la impedancia combinada de la impedancia de entrada del osciloscopio y la impedancia de la sonda”. En otras palabras, la sonda tiene una resistencia incorporada Rp y un condensador de regulación Cp en paralelo con ella, y hay una capacitancia parásita Cs en la sección del cable de la sonda.

Como el terminal de entrada del osciloscopio consiste en un circuito paralelo de una resistencia de entrada Ri (1 MΩ) y una capacitancia de entrada Ci, es importante considerar esta impedancia combinada.

2. Cómo ajustar Cp

Para obtener una tasa de atenuación constante con la sonda independientemente de la frecuencia, Cp debe ajustarse para satisfacer la siguiente ecuación.

Cp = (Cs + Ci) × Ri / Rp

El condensador de ajuste Cp es de tipo semifijo y debe ajustarse al valor óptimo en combinación con el propio osciloscopio. El osciloscopio dispone de un terminal de salida de onda cuadrada para ajustar el valor óptimo del condensador de ajuste.

Conecte aquí la punta de la sonda y modifique el valor de Cp para que aparezca una onda cuadrada en la pantalla del osciloscopio.

Otra Información sobre las Sondas Pasivas.

1. Cómo utilizar las Sondas Pasivas

Las sondas pasivas se utilizan para medidas con osciloscopios y se seleccionan entre tres relaciones de atenuación de 1:1, 1:10 y 1:100 con la resistencia incorporada Rp, en función de las características del circuito bajo prueba.

Sonda 1:1
Sonda sin resistencia incorporada Rp ni condensador de regulación Cp. La señal se aplica directamente a los terminales de entrada del osciloscopio, de forma que la impedancia de entrada del osciloscopio de 1 MΩ y la capacitancia de entrada Ci se conectan al circuito bajo prueba.

Hay que tener cuidado si el circuito bajo prueba tiene una impedancia alta, ya que esto afectará al circuito de medida. Por otra parte, cuando se trata de señales pequeñas, la sensibilidad de entrada del osciloscopio se puede utilizar tal cual, lo que es ventajoso en términos de nivel de señal en comparación con otros tipos que pasan a través de Rp.

Sonda 10:1
Se trata de una sonda general de uso común con una resistencia interna Rp de 9 MΩ. La impedancia de entrada es de 10 MΩ en combinación con un osciloscopio, lo que facilita su uso con poca influencia en el circuito bajo prueba.

Sonda 100:1
Con una resistencia incorporada Rp99MΩ y un condensador Cp para su ajuste, esta sonda tiene un factor de atenuación de 1/100 y se utiliza principalmente cuando la tensión de la señal supera los 100 V. Otra característica es la impedancia de entrada extremadamente alta de 100 MΩ, que tiene un efecto particularmente bajo en el circuito bajo prueba.

Puntos de Conexión de los Cables de Masa
Debe prestarse especial atención a la conexión de los cables de tierra y a su manejo cuando se utilizan sondas pasivas. Cuando se observan varios puntos simultáneamente en un osciloscopio multicanal, los cables de tierra de cada sonda de canal deben conectarse a un único punto común (preferiblemente un único punto de tierra).

Si se conectan a diferentes líneas de tierra, los bucles de tierra pueden afectar negativamente a la medida de pequeñas señales.

Longitud de los Cables de Tierra.
Los cables de tierra más largos son más ventajosos en términos de conexión al punto de medición, pero cuando se observan señales de alta frecuencia, pueden producirse fenómenos defectuosos como zumbidos y grandes fluctuaciones en la amplitud de la señal. Esto se debe a la resonancia entre el componente de inductancia inductiva del cable de masa y la capacitancia del terminal de entrada de la sonda, que hace que la amplitud sea extremadamente grande cerca de la frecuencia de resonancia.

Por lo tanto, al observar señales de alta frecuencia con una frecuencia de 10 MHz o más, considere el uso de un resorte de tierra o similar en lugar del cable de tierra.

2. Características de Frecuencia de las Sondas

Un instrumento de medida para la observación de formas de onda consta de un cuerpo de osciloscopio y una sonda, y el ancho de banda de frecuencia y el tiempo de subida del sistema de medida que combina ambos determinan el rendimiento principal de la medida. Por lo tanto, el ancho de banda de frecuencia y el tiempo de subida se publican como especificaciones para cada cuerpo de osciloscopio y sonda combinada con él.

3. Capacidad de Flotación del Cable

Un factor que influye enormemente en la respuesta en frecuencia de una sonda es la capacidad de flotación del cable. Cuanto mayor es la frecuencia, menor es la reactancia capacitiva debida a la capacitancia flotante, lo que a su vez aumenta la carga sobre el circuito bajo prueba.

Esto tiene efectos negativos como el estrechamiento del ancho de banda de frecuencia de la propia sonda y la ralentización del tiempo de subida. La capacitancia de dispersión de una sonda también depende de la longitud del cable, y cuanto más largo es el cable, mayor tiende a ser la capacitancia de dispersión, por lo que es ventajoso para la respuesta en frecuencia que la longitud de la sonda sea lo más corta posible.

¿Qué es una Galga Extensométrica?

Las galgas extensométricas son dispositivos que miden la deformación de un objeto. También se utilizan en manómetros y dinamómetros, ya que pueden medir la deformación y calcular la presión y la carga.

Usos de las Galgas Extensométricas

Las aplicaciones de las galgas extensométricas incluyen la medición de la deformación en productos en los que la deformación afecta directamente a la resistencia, la medición de cargas en plantas de producción y la medición del grado de deformación de moldes y otros componentes. Sin embargo, hay que tener cuidado de que las jaulas extensométricas se monten con la orientación correcta, ya que de lo contrario se producirán errores de medición.

Ejemplos concretos de utilización

1. Medición de la resistencia y la deformación de placas de circuitos impresos
2. Control y medición de la carga en equipos de prensado

Principios y Tipos de Bandas Extensométricas

A continuación se explican los principios y tipos de galgas extensométricas.

1. Principio de las Bandas Extensométricas

Las bandas extensométricas se utilizan fijándolas al objeto que se desea medir, que se somete a tensión con el objeto y la resistencia eléctrica interna cambia. La deformación se calcula midiendo la cantidad en que cambia la corriente.

2. Tipos de Bandas Extensométricas

Existe una gran variedad de tipos de bandas extensométricas. Las más utilizadas son las bandas extensométricas de lámina, las bandas extensométricas de alambre y las bandas extensométricas semiconductoras.

Otras características de las bandas extensométricas son las adecuadas para entornos de baja y alta temperatura, las capaces de medir deformaciones más finas y las fabricadas con materiales adecuados para los distintos materiales que se van a medir.

Construcción de Jaula de Tensión

A continuación se describen las estructuras de las “bandas extensométricas de lámina” y de las “bandas extensométricas semiconductoras”, respectivamente.

1. Bandas Extensométricas de Lámina

La estructura de la banda extensométrica de lámina, el tipo más popular de banda extensométrica, consiste en una lámina metálica unida en zigzag a una base aislante, con dos hilos que salen de la lámina metálica. Estos dos hilos están conectados a un circuito llamado circuito puente de Hoinston.

El circuito de puente de Hoinston es un circuito en el que tres resistencias de resistencia conocida y cuatro bandas extensométricas están dispuestas en una configuración de puente, y la resistencia de las bandas extensométricas puede medirse midiendo la diferencia de potencial entre los centros de las resistencias.

Cuando el objeto de medición al que están fijadas las bandas extensométricas se deforma, la lámina de las bandas extensométricas fijadas se expande o contrae y el valor de la resistencia eléctrica cambia, y la cantidad de cambio en la resistencia se determina a partir de la diferencia de potencial en el circuito del puente Hoinston. La banda extensométrica tiene un factor de deformación, que es un valor intrínseco de la cantidad de cambio en la resistencia a la deformación, por lo que es posible calcular la deformación del objeto a medir a partir del factor de deformación y la cantidad de cambio en la resistencia.

2. Bandas Extensométricas de Semiconductores

Las bandas extensométricas semiconductoras son bandas extensométricas que utilizan un semiconductor en la parte de la lámina de la banda extensométrica, y aprovechan la propiedad de que la resistividad eléctrica del semiconductor cambia cuando la tensión actúa sobre el semiconductor.

Más Información sobre las Galgas Extensométricas

1. Cómo se Fijan las Galgas Extensométricas

La precisión de la medición de la deformación con galgas extensométricas depende en gran medida de la forma en que se instalan las galgas (a menudo mediante pegado). Por lo tanto, es necesario tener mucho cuidado al fijar las galgas extensométricas al objeto de medición. El primer paso consiste en limpiar la superficie del objeto de medición al que se va a fijar la galga.

Es conveniente utilizar un detergente a base de aceite o similar para eliminar completamente el aceite. Si no se hace esto, el aceite penetrará más profundamente en el material cuando se esmerile o pula la superficie durante la aplicación. Tras la limpieza, levante el medidor con unas pinzas y péguelo con cuidado a la superficie que va a medir.

En este punto, es importante asegurarse de que todas las burbujas de aire entre la superficie y el calibrador son expulsadas del adhesivo. En este estado, espere unos minutos a que se endurezca el adhesivo. Transcurridos unos minutos, envuelva toda la superficie con cinta aislante para protegerla de posibles daños al final y la aplicación habrá concluido.

2. Inconvenientes de las Galgas Extensométricas y Cómo Solucionarlos

La ventaja de las galgas extensométricas es que se pueden utilizar fácilmente para medir la deformación simplemente pegándolas al objeto que se desea medir, pero en la práctica entran en juego una serie de factores complejos que dificultan la medición. Un ejemplo es el problema de la tensión.

La deformación varía debido a la interacción entre las fuerzas aplicadas externamente y las tensiones internas del material. Por ello, el análisis de la deformación en dos o tres direcciones requiere el uso de “galgas extensométricas de roseta”, que combinan varias galgas.

Además, en función del coeficiente de dilatación térmica del material que compone el objeto de medición, puede determinarse que se ha producido una deformación aunque en realidad no exista ninguna. Para evitarlo, el material de la galga debe corresponderse con el material medido.

La medición de la deformación con galgas extensométricas requiere un buen conocimiento de estas características físicas o mecánicas y debe seleccionarse la más adecuada entre los muchos tipos disponibles.

3. Galgas Extensométricas y Compensación de Temperatura

Los principales factores que afectan a las galgas extensométricas adheridas al objeto de medición son la deformación causada por fuerzas externas y el efecto de los cambios de temperatura. Cuando se producen cambios de temperatura, las galgas extensométricas se ven afectadas por la diferencia en el coeficiente de dilatación lineal entre el objeto de medición y las galgas extensométricas, así como por el cambio en la resistencia de las galgas extensométricas debido a la temperatura.

La medición de la deformación como si fuera causada por el cambio de temperatura se denomina deformación aparente. El uso de galgas extensométricas con autocompensación de temperatura es la medida más eficaz contra la deformación aparente. Las bandas extensométricas con autocompensación de temperatura son bandas extensométricas en las que el coeficiente de temperatura de resistencia de la banda extensométrica se ajusta para adaptarse al objeto de medición y se minimiza la cantidad de deformación aparente debida a la temperatura.

Seleccionar la banda extensométrica adecuada para el objeto de medición es la mejor elección, pero pueden persistir errores. En algunos casos, tienen características no lineales. En la mayoría de los casos, este error se indica en la ficha técnica de la banda extensométrica y, si se requieren mediciones más precisas, se pueden realizar cálculos de compensación para tener en cuenta el error calculado a partir de la ficha técnica.

4. Bandas Extensométricas y Compensación de la Fluencia

La fluencia es un fenómeno en el que la deformación aumenta con el tiempo cuando se aplica una carga constante en determinadas condiciones de temperatura. La fluencia es el enemigo natural de las galgas extensométricas y, si se produce, puede dar lugar directamente a errores de medición.

Los fenómenos de fluencia en las bandas extensométricas están casi siempre causados por el material de base, la forma de la rejilla y el adhesivo. Por ello, un método habitual consiste en anular los efectos de los fenómenos de fluencia entre sí utilizando un generador de deformación en la fase opuesta a la fluencia causada por estos factores como fluencia del material y fijando la banda extensométrica a él.

Lo importante es la combinación de materiales: si los fenómenos de fluencia están en fase opuesta pero sus valores absolutos son muy diferentes, no podrán anularse y el efecto se notará en una dirección. Hay que tener en cuenta que, dependiendo del material, los fenómenos de fluencia son más pronunciados a temperaturas más altas en la mayoría de los casos. Hay que tener en cuenta que cuanto mayor sea la tensión aplicada a la banda extensométrica, menor será el tiempo hasta la rotura (vida útil), teniendo en cuenta el aumento de la deformación debido al fenómeno de fluencia.

¿Qué es el Software de Análisis de Flujo de Resina?

Es el proceso de analizar y visualizar el flujo de resina fundida en un molde o matriz para predecir la temperatura, la presión, la velocidad, el estado de flujo y la contracción de la resina mediante cálculos cuando la resina se moldea en una máquina de moldeo. La simulación puede utilizarse para predecir defectos de moldeo como la soldadura, la deformación por alabeo y la tensión residual, y para analizar las causas de los defectos de moldeo.

El análisis del moldeo por inyección incluye el análisis del llenado, la presión y el enfriamiento de la resina fundida en el molde, el análisis del alabeo, el análisis del enfriamiento del molde y el análisis de la reacción termoendurecible de la resina. El análisis del moldeo por extrusión incluye el análisis del flujo de resina en la matriz, el análisis de la velocidad de enfriamiento tras la extrusión de la matriz, la predicción de la deformación de la forma tras el enfriamiento, el análisis del flujo en el caso del moldeo multicapa, el análisis de la deformación de la matriz mediante el análisis acoplado y el análisis de la tensión residual del flujo. Además, también se realizan análisis de moldeo por soplado, termoformado y moldeo por vacío.

Usos del Software de Análisis de Flujo de Resina

El software de análisis de flujo de resina puede utilizarse en los departamentos de diseño de productos, diseño de moldes y moldeo para identificar y resolver problemas en la mesa de trabajo con antelación, acortando así los plazos de entrega, reduciendo costes y mejorando la calidad.

Un ejemplo de aplicación en el campo de la tecnología de moldes es la optimización del diseño de la compuerta mediante el análisis de flujo en el que la resina se inyecta virtualmente desde la posición de soldadura objetivo.

En el campo del moldeo por inyección, el análisis numérico mediante el método CIP se utiliza para analizar simultáneamente no sólo el comportamiento de la resina, sino también el del aire en el interior del molde. Otros ejemplos son el análisis detallado del flujo de resina en los pasos, la tecnología de simulación de la orientación de las fibras para el moldeo de CF-SMC y el diseño de la trayectoria del flujo para moldes de varias cavidades mediante el análisis de flujo de resina termoendurecible.

Otras aplicaciones incluyen el análisis de visualización de los procesos de generación y desaparición de líneas de soldadura en el moldeo por inyección de ultra alta velocidad, la tecnología de evaluación de máquinas de mezcla por extrusión, la extrusión de resina fenólica y las aplicaciones de tuberías de resina fenólica.

Características del Software de Análisis de Flujo de Resina

El análisis del flujo del material fundido en el molde se simplifica al flujo entre las placas en un espacio estrecho, ya que los productos moldeados de plástico suelen tener paredes finas y una forma tridimensional debido a su alta viscosidad. En primer lugar, se formulan las ecuaciones de continuidad, movimiento y energía en el sistema local de coordenadas cartesianas. Se requieren los valores de las propiedades de los materiales, de los cuales la viscosidad utiliza las ecuaciones experimentales para la velocidad de cizallamiento y la temperatura.

A continuación, las ecuaciones se resuelven numéricamente en un ordenador. Se utilizan varios métodos de análisis numérico. Entre ellos se encuentran el método de diferencias, el método de los elementos finitos, el método de los elementos de contorno, el BFM (Branching Flow Method) y el método FAN (Flow Analysis Network Method). Existen en el mercado varios paquetes de software de análisis de flujo de resina que utilizan estos métodos, lo que facilita relativamente la realización de simulaciones a los ingenieros de diseño de productos de resina, moldes y matrices y a los ingenieros de producción.

La temperatura, la presión, el caudal, la velocidad y la contracción de cada pieza en la matriz pueden dilucidarse y visualizarse, de modo que los resultados de la simulación pueden verse de un vistazo. De este modo, se pueden predecir los patrones de flujo, la soldadura, la deformación de la urdimbre y la contracción para evitar defectos de moldeo, establecer las posiciones de las compuertas y seleccionar las temperaturas del molde en la fase de diseño.

¿Qué es un Termistor PTC?

Los termistores PTC son componentes electrónicos cuya resistencia aumenta bruscamente a partir de una determinada temperatura.

PTC son las siglas en inglés de coeficiente de temperatura positivo, lo que significa que existe una correlación positiva entre temperatura y resistencia. Termistor procede del término Thermal Sensitive Resistor (resistencia termosensible). Se refiere a un componente que puede medir la temperatura a partir de la diferencia de resistencia eléctrica cuando un elemento resistivo se pone en contacto con el objeto que se desea medir. El elemento resistivo se caracteriza por el uso de un semiconductor de óxido metálico.

Los dispositivos de protección contra sobrecorriente que utilizan termistores PTC también se denominan fusibles rearmables. El principio de los fusibles de tubo y cuchilla difiere del de los fusibles comunes, ya que utilizan elementos de aleación que deben sustituirse una vez fundidos.

En los fusibles rearmables, cuando fluye una corriente excesiva en un circuito, el termistor PTC se calienta y su resistencia aumenta, limitando así el valor de la corriente. Cuando se elimina la causa de la corriente excesiva, la temperatura del termistor PTC disminuye y su resistencia se reduce. Por tanto, se utiliza como fusible rearmable.

Usos de los Termistores PTC

Los termistores PTC se utilizan en placas de circuitos electrónicos y en una amplia gama de aplicaciones, desde electrodomésticos hasta aplicaciones industriales. Los siguientes son ejemplos de aplicaciones para termistores PTC

• Protección contra sobrecorriente y sobrecarga para smartphones y otros dispositivos
• Protección contra sobrecargas para motores pequeños
• Alfombras eléctricas y calefactores eléctricos
• Protección contra sobrecargas de motores y semiconductores de potencia
  Los termistores PTC tienen un valor de resistencia bajo cuando la temperatura es baja, pero cuando se sobrecalientan debido a una corriente excesiva, el valor de resistencia aumenta rápidamente. Debido a este mecanismo, se utilizan para la protección contra sobrecorriente en circuitos eléctricos. Entre los circuitos en los que se incorporan se encuentran los circuitos de calentadores y los equipos de comunicación electrónica.

La protección contra el sobrecalentamiento también debe tenerse en cuenta cuando se utilizan semiconductores de potencia y motores. Aquí es donde se utilizan los termistores PTC. Para proteger contra el sobrecalentamiento, los termistores PTC se utilizan acoplándolos físicamente a disipadores de calor o bobinados de motor para eliminar el calor.

El circuito se configura de tal manera que el aumento característico de la resistencia del termistor PTC se utiliza para detectar el sobrecalentamiento y detener el funcionamiento o apagar la fuente de alimentación.

Principio de los Termistores PTC

Los termistores PTC obtienen tres características principales.

1. Características de la Temperatura de Resistencia

El valor de la resistencia permanece casi constante desde la temperatura ambiente hasta el punto de Curie (temperatura a la que el valor de la resistencia es aproximadamente el doble que el de la temperatura ambiente) y aumenta rápidamente por encima del punto de Curie. Esta propiedad permite que el dispositivo detecte rápidamente el sobrecalentamiento en circuitos electrónicos y limite la corriente del circuito, evitando así averías en los componentes electrónicos. 2. Característica estática (tensión-corriente)

2. Característica Estática (Característica Tensión-Corriente)

Hasta que se supera el punto de Curie, la corriente aumenta proporcionalmente al aumento de la tensión. Cuando se supera el punto de Curie, la resistencia del propio termistor aumenta y el valor de la corriente disminuye. En otras palabras, se mantiene una potencia constante. La característica tensión-corriente se caracteriza por un gráfico montañoso.

3. Características Dinámicas (Característica Corriente-Tiempo)

La característica corriente-tiempo de los termistores PTC se caracteriza porque el valor de la corriente disminuye con el tiempo. Se utiliza para el arranque de motores, por ejemplo, aprovechando la característica de que puede fluir una gran corriente inmediatamente después de la energización.

Tipos de Termistores PTC

Los termistores PTC pueden dividirse en dos tipos principales: basados en polímeros y basados en cerámica.

1. A Base de Polímeros

Los termistores PTC basados en polímeros se fabrican mezclando materiales poliméricos como el polietileno con partículas conductoras. Como partículas conductoras se utilizan el negro de carbón y el níquel.

También se conocen por las siglas PPTC. Los fusibles rearmables también se denominan poliswitches, etc., pero este nombre deriva del polímero. Los termistores PTC sólo se utilizan para aplicaciones de protección contra sobrecorriente.

2. Sistemas Cerámicos

Los termistores PTC están hechos de cerámica con trazas de elementos de tierras raras añadidos al titanato de bario. La temperatura de Curie se regula ajustando la cantidad y el tipo de aditivo. Se utilizan no sólo para la protección contra sobreintensidades, sino también en circuitos de desmagnetización y elementos calefactores autorregulables.

 

¿Qué es un Termistor NTC?

Los termistores NTC son componentes electrónicos cuya resistencia disminuye al aumentar la temperatura.

NTC significa Coeficiente de Temperatura Negativo, lo que significa que existe una correlación negativa entre la temperatura y la resistencia. Termistor procede del término Thermal Sensitive Resistor. Se refiere a un componente en el que un elemento resistivo se pone en contacto con el objeto a medir y la temperatura se puede medir a partir de la diferencia de resistencia eléctrica. El elemento resistivo se caracteriza por el uso de un semiconductor de óxido metálico.

Los termistores NTC son los más versátiles de todos los termistores porque los materiales son baratos y fáciles de procesar. Son termistores de alta precisión porque el valor de su resistencia varía incluso con cambios mínimos de temperatura. Se utilizan mucho en electrodomésticos y equipos industriales.

Detectan diferencias de resistencia y se utilizan como sensores de temperatura. Los hay de plomo, de chip, de disco y de película fina.

Usos de los Termistores NTC

Debido a sus características económicas, los termistores NTC se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, desde aplicaciones industriales hasta electrodomésticos. Se utilizan principalmente como sensores de temperatura, de los que se muestran algunos ejemplos a continuación.

• Detección de temperatura interna en smartphones
• Reducción de la corriente de irrupción en placas de circuitos electrónicos
• Medición de temperatura en termómetros electrónicos
• Control de la temperatura del motor en aspiradoras
• Detección de temperatura en frigoríficos

1. Aplicación a Teléfonos Inteligentes

Los smartphones utilizan componentes sensibles al calor y componentes cuya precisión se degrada con el calor, por lo que es importante evitar la acumulación de calor. Aquí es donde el termistor NTC detecta los cambios de temperatura interna y transmite la información al circuito integrado. Además de medir la temperatura ambiente, también se utilizan como elementos de protección contra el sobrecalentamiento para estabilizar los circuitos y evitar averías.

2. Reducción de la Corriente de Irrupción

En los equipos eléctricos y electrónicos, puede fluir temporalmente una gran corriente por encima del valor de corriente en estado estacionario cuando se conecta la alimentación. Esta corriente se denomina corriente de irrupción. Las posibles razones de las corrientes de irrupción incluyen la carga inicial de condensadores de gran capacidad.

El alto valor de resistencia de los termistores NTC a bajas temperaturas puede utilizarse para suprimir la corriente de irrupción en el encendido. A medida que la temperatura del termistor aumenta debido a la carga de corriente, el valor de resistencia disminuye y la potencia también.

Como el aumento de temperatura debido a la alimentación hace que disminuya el valor de la resistencia, las pérdidas de potencia pueden reducirse en comparación con el uso de resistencias fijas. Por lo tanto, los termistores NTC se utilizan como ICL (limitadores de corriente de irrupción) para proteger los circuitos de los equipos eléctricos y electrónicos limitando las corrientes de irrupción de forma sencilla y eficaz.

3. Circuitos de Medición de Temperatura

Los termistores NTC se utilizan ampliamente en circuitos de medición de temperatura. Dado que este componente detecta los cambios de temperatura mediante cambios de resistencia, suele utilizarse en combinación con otras resistencias. La configuración de circuito más utilizada consiste en conectar el termistor a una fuente de tensión constante mediante una resistencia pull-up o pull-down.

Principio de los Termistores NTC

El componente principal de los termistores NTC es la cerámica; los termistores NTC tienen electrodos unidos a cerámicas semiconductoras hechas de óxidos mezclados y sinterizados de manganeso, níquel y cobalto. Dependiendo de la sustancia dopante, existen semiconductores de tipo N y de tipo P.

Normalmente, la velocidad de transferencia de electrones y huecos libres disminuye al aumentar la temperatura. Sin embargo, en los termistores NTC, la resistencia disminuye porque los electrones de la banda de valencia reciben energía térmica y se desplazan hacia el interior del conductor, y la tasa de aumento de electrones y huecos libres en el conductor es mayor. Los termistores NTC se caracterizan por una disminución gradual de la resistencia.

Para fabricar termistores NTC, los óxidos en bruto se mezclan hasta obtener una consistencia uniforme y se hornean temporalmente entre 800°C y 1.000°C. A continuación, se trituran, se aumenta el tamaño de grano hasta un tamaño adecuado para el moldeo, se moldean en la forma final y se cuecen a 1.300-1.500 °C. Por último, se forman los electrodos y el producto se acaba con un exterior de resina epoxi.

Cómo Seleccionar un Termistor NTC

Los termistores NTC se seleccionan en función de la aplicación, las dimensiones, la constante B y el valor de resistencia. Las aplicaciones son aquellas en las que se utilizan termistores NTC. Entre ellas se incluyen las aplicaciones de montaje en automóviles y placas electrónicas. La selección depende de la situación de montaje junto con las dimensiones.

La constante B es la pendiente del valor de resistencia con respecto al cambio de temperatura y varía en función de la distribución del material del termistor NTC; cuanto mayor sea la constante B, mayor será el cambio de resistencia con la temperatura. Por lo tanto, los productos con una constante B alta son muy sensibles, mientras que los que tienen una constante B baja son menos sensibles.

Los valores de resistencia son los valores normales de resistencia a temperatura ambiente (25°C). Por lo general, los productos con un valor de resistencia bajo se seleccionan para entornos de baja temperatura, mientras que los productos con un valor de resistencia alto se seleccionan para entornos de alta temperatura.