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¿Qué es un Osciloscopio Digital?

Es un instrumento de medida que convierte los cambios de las señales eléctricas a lo largo del tiempo en datos digitales, los registra en su memoria interna y los muestra en una pantalla.

A diferencia de los comprobadores, que sólo miden la tensión o la corriente en un único punto en el tiempo, los osciloscopios pueden observar el periodo/frecuencia de una señal eléctrica, el flanco ascendente de una señal y la diferencia de tiempo/fase entre varias señales.

Pueden dividirse en osciloscopios digitales y analógicos. Mientras que los osciloscopios analógicos proyectan señales eléctricas en un tubo de rayos catódicos en tiempo real, los osciloscopios digitales, que se utilizan aquí, recopilan información en forma de “puntos” obtenidos mediante el muestreo de señales eléctricas a intervalos de tiempo discretos y muestran pseudoformas de onda.

Usos de los Osciloscopios Digitales

Los osciloscopios son instrumentos de medida para observar señales eléctricas como la tensión y la corriente en circuitos eléctricos en forma de formas de onda con el eje temporal como eje horizontal, y se utilizan para verificar y depurar el funcionamiento de equipos industriales y de consumo durante el desarrollo, y para analizar la causa del fallo de un producto.

Los osciloscopios digitales convierten las señales eléctricas en formas de onda tras un procesamiento de datos como la conversión A/D, por lo que tienen la desventaja de ser inferiores a los analógicos en cuanto a rendimiento en tiempo real, pero desde el año 2000 la velocidad de actualización de la pantalla ha ido aumentando y ha mejorado hasta un nivel que no impide su uso práctico.

Además, el precio de los osciloscopios digitales ha disminuido gradualmente, por lo que en la actualidad los osciloscopios digitales se utilizan de forma abrumadora.

Principios de los Osciloscopios Digitales

1. Procesamiento de la Señal de Entrada

Los osciloscopios digitales disponen de una señal de entrada cuya sensibilidad se ajusta mediante un atenuador (atenuador), cuya amplitud se optimiza mediante un amplificador (amplificador) y que luego se aplica a un convertidor A/D, que toma la señal en un tiempo fijado por la frecuencia de muestreo y la convierte en un valor digital, que es El valor digital se registra en la memoria de registro como los datos de un único punto de la forma de onda.

2. Memoria de Registro

La memoria de registro tiene una estructura de memoria FIFO (primero en entrar, primero en salir), lo que significa que cuando se llena la capacidad de la memoria de registro, se descartan los datos más antiguos y se escriben datos nuevos. Como resultado, la memoria de registro siempre funciona para mantener los datos más recientes.

3. Formas de Onda de la Señal

La escritura desde el convertidor A/D a la memoria de registro está controlada por el circuito de disparo. Cuando la escritura en la memoria de registro se detiene por una señal del circuito de disparo, el registro de forma de onda, que es una colección de datos para cada punto almacenado allí, se transfiere a la memoria de visualización. Basándose en los datos de la memoria de visualización, la forma de onda de la señal se muestra en la pantalla del osciloscopio.

4. Pre-Disparo

Si la señal del circuito de disparo detiene inmediatamente la adquisición de una nueva señal, el registro de forma de onda almacenado en la memoria de registro es el anterior a la señal de disparo. Esta capacidad de observar las señales de entrada antes de la señal de disparo es una de las características de los osciloscopios digitales y se conoce como pre-disparo. Con los osciloscopios analógicos, era difícil capturar formas de onda antes de la señal de disparo porque el barrido de la línea brillante comienza después de recibir la señal de disparo.

Cómo Seleccionar un Osciloscopio Digital

A la hora de seleccionar un modelo, es importante utilizar un osciloscopio con especificaciones suficientes para el contenido de la medición. En concreto, deben tenerse en cuenta los siguientes puntos

• Respuesta en Frecuencia
  Cuanto más amplia sea la banda de frecuencias, mejor.
• Frecuencia de Muestreo
  Cuanto más rápida sea la frecuencia de muestreo, mejor.
• Número de Canales
  Cuanto mayor sea el número de canales, más ventajoso.
• Capacidad de Memoria
  Cuanto mayor sea la capacidad de memoria, mayor será la ventaja.
• Tipos de Sondas Disponibles
  Ventajoso si se dispone de muchos tipos diferentes de sondas
• Función de Disparo
  Ventajoso si se pueden establecer varias condiciones de disparo.

Además del uso básico de los osciloscopios digitales para observar formas de onda, sus aplicaciones se están ampliando para incluir la verificación de temporización, el análisis de formas de onda y las pruebas de conformidad, y el rango de medición y la funcionalidad están aumentando en consecuencia. Por otro lado, cuanto mayor sea el rendimiento requerido, mayor será inevitablemente el precio. Por lo tanto, cada vez es más necesario seleccionar modelos con funciones adecuadas al uso previsto.

Más Datos sobre los Osciloscopios Digitales

1. Uso del Registro de Formas de Onda

Dado que los osciloscopios digitales registran las señales de entrada como datos digitales en su memoria de registro, también pueden realizar análisis de forma de onda utilizando los datos de la memoria de registro, por ejemplo, análisis de frecuencia de señales mediante operaciones FFT. Además, los datos pueden enviarse a un dispositivo de memoria externo (por ejemplo, una memoria USB) para su análisis y almacenamiento de datos mediante un PC.

2. Medidas Anti-Aliasing

En los osciloscopios digitales, si el intervalo de muestreo es largo en relación con la frecuencia de la señal de entrada, ésta puede observarse como una forma de onda incorrecta. Para evitar el aliasing, los datos de forma de onda deben capturarse a una frecuencia de muestreo que sea más del doble de la frecuencia máxima de la señal de entrada.

¿Qué es un Micrómetro Digital?

Los micrómetros digitales son un tipo de micrómetro utilizado para mediciones en las que se requiere una gran precisión dimensional de 1 micra, y las dimensiones se indican digitalmente.

Como las dimensiones medidas pueden comprobarse visualmente en un instante, los micrómetros digitales se utilizan activamente en la producción, ya que evitan la lectura errónea de la escala, como ocurre con los micrómetros analógicos, que leen la escala directamente.

Los componentes son básicamente los mismos que los del tipo analógico, y el tipo digital también lleva grabada una escala.

Usos de los Micrómetros Digitales

Se utilizan principalmente en la fabricación y otros ámbitos para medir piezas que requieren una gran precisión dimensional con una aproximación de 0,001 mm, ya que son capaces de realizar mediciones incluso más precisas que los calibres.

También existen varios tipos de micrómetros que se adaptan a diferentes aplicaciones, desde mediciones básicas del diámetro exterior e interior y la profundidad, hasta la medición del grosor de los dientes de engranajes rectos, la medición de ranuras estrechas e incluso la medición del diámetro del alma de brocas, y se utilizan ampliamente en una gran variedad de situaciones.

Características de los Micrómetros Digitales

La construcción de los micrómetros digitales es básicamente la misma que la de los micrómetros analógicos, pero como son digitales, tienen un botón de encendido, un botón de ajuste del punto cero y un botón de retención de la dimensión, y algunos tipos tienen la característica de poder cambiar entre notación métrica e imperial.

Algunos micrómetros digitales también están equipados con una función que permite transferir los resultados de las mediciones a un PC o tableta, lo que contribuye a aumentar la eficacia del trabajo.

Sin embargo, las dimensiones que se representan digitalmente pueden estar mal representadas debido a problemas eléctricos y pueden mostrarse valores incorrectos, por lo que sólo deben utilizarse como valores de referencia y, en última instancia, debe comprobarse directamente la escala para asegurarse de que las dimensiones son correctas.

Además, el micrómetro debe medirse con el micrómetro fijado en su sitio utilizando un soporte para micrómetros, ya que el contacto directo con el micrómetro hará que el marco se caliente con el calor corporal, lo que imposibilitará una medición precisa.

Otra desventaja es que el micrómetro utiliza pilas, por lo que existe el riesgo de que éstas se agoten.

¿Qué es una Jeringa Desechable?

Generalmente es una jeringa desechable hecha de polipropileno, polietileno u otro plástico.

Una jeringuilla se refiere esencialmente al cilindro, que es uno de los componentes de una jeringuilla. En cambio, las jeringas desechables suelen utilizarse y venderse como un producto integrado, con toda la jeringa excepto la aguja.

Usos de las Jeringas Desechables

Las principales aplicaciones de las jeringas desechables son las inyecciones y la dosificación de fármacos en medicina, y la dosificación e inyección de líquidos en laboratorio y análisis. Además de para líquidos, también pueden utilizarse para extraer gases y presurizar recipientes sellados.

Las jeringas desechables se utilizan como jeringas desechables y se caracterizan por un bajo riesgo de contaminación. Por ello, son especialmente útiles en aplicaciones médicas y de laboratorio químico.

Principios de las Jeringas Desechables

Una jeringa desechable consta de una jeringa (cilindro), un émbolo (empujador), que es la parte móvil, y una junta que garantiza un cierre hermético cuando el émbolo está en funcionamiento. El botón se mueve hacia delante y hacia atrás para cambiar el volumen interno, lo que permite la aspiración y descarga de gases y líquidos.

La junta suele ser de goma u otros materiales blandos para mejorar la hermeticidad.

Cómo Elegir una Jeringa Desechable

1. Material

En la mayoría de los casos, las partes de la jeringa y el émbolo de una jeringa desechable son de resina, pero la parte de la junta que entra en contacto con el contenido suele ser de caucho para garantizar la hermeticidad. Como se sabe que el caucho es un material que a menudo eluye componentes, es necesario considerar la finalidad de uso y si el uso de material de caucho es apropiado.

Recientemente, existen productos totalmente de plástico que no utilizan materiales de caucho para las juntas. En cuanto a los productos de plástico, además del polipropileno común, también existen productos de fluoroplástico para experimentos químicos.

Como resultado, se utiliza una gran variedad de materiales, y es importante comprobar que el material es adecuado para el uso previsto a la hora de seleccionar un producto.

2. Forma de la Punta (Ajuste)

Dos formas típicas de punta son el tipo luer slip y el tipo luer lock.

Tipo Luer-Slip
El tipo luer-slip tiene una punta cónica y se utiliza insertando la aguja directamente. Suelen utilizarse cuando se sustituye la aguja o cuando se conecta un tubo u otro objeto a la punta.

Tipo Luer-Lock
El tipo Luer-lock tiene un mecanismo de bloqueo en la punta, que puede fijarse firmemente enroscando la aguja de inyección. Se utiliza cuando se miden líquidos peligrosos en los que la aguja podría desprenderse.

Otras formas incluyen el tipo enema, utilizado para la conexión a enemas y equipos de limpieza de la vejiga, y el tipo punta de catéter, utilizado cuando se conecta a un catéter.

3. Posición de la Punta Cilíndrica

Existen dos tipos principales de posición de la punta del cilindro: boca media y boca lateral.

Boca Media
La boca media es una forma en la que la punta del cilindro se extiende desde el centro de la jeringa y se utiliza principalmente para productos de pequeña capacidad.

Boca Lateral
La boca horizontal tiene la punta del cilindro extendiéndose desde cerca de la circunferencia de la jeringa y se utiliza principalmente para productos de gran capacidad. Esto se debe a que es fácil manejar la aguja, incluso en jeringas de gran capacidad, y no es necesario inclinarla al inyectar, y es más fácil purgar una jeringa gruesa si el aire se recoge en un lugar alrededor de la circunferencia.

4. Esterilización

Las jeringas desechables que se venden para uso médico están destinadas a inyecciones y toma de muestras de la sangre y se venden esterilizadas.

Algunas jeringas desechables para investigación y laboratorio no son estériles, dependiendo de sus especificaciones, y deben seleccionarse en función de su finalidad.

Más Información sobre Jeringas Desechables

Medición de Disolventes Orgánicos

Cuando se miden disolventes orgánicos, etc., es necesario comprobar previamente la resistencia al disolvente de la jeringa, ya que la resina puede estar alterada. Además, el componente resinoso de la jeringa y el componente plastificante de la resina pueden eluir.

Por lo tanto, es preferible realizar un estudio previo para asegurarse de que el uso de la resina no interferirá con el uso previsto. Por estas razones, es necesario tener en cuenta previamente el pesaje de los disolventes orgánicos. Según el tipo de disolvente orgánico, deben utilizarse jeringas de vidrio (no desechables).

¿Qué es un Espectrofluorómetros?

Es un instrumento que analiza la luz emitida por las moléculas y los iones de una muestra.

Es un tipo de espectrofotómetro; otros ejemplos son los espectrofotómetros UV/visible y los espectrofotómetros infrarrojos. Como el espectro de emisión difiere para cada molécula e ion, es posible cuantificar los componentes contenidos en una muestra basándose en la longitud de onda y la intensidad de los picos de emisión.

Los espectrofluorómetros son extremadamente sensibles y se utilizan para detectar trazas de componentes. También se utilizan en bioquímica para analizar el movimiento de las proteínas in vivo combinándolas con sondas fluorescentes que se unen a compuestos específicos.

En muestras que contienen múltiples componentes, como organismos vivos y alimentos, la luminiscencia de cada componente se solapa, lo que da lugar a espectros complejos, pero recientemente se han aplicado métodos de análisis estadístico, como el análisis multivariante, para extraer información sobre muchos componentes.

Usos de la Espectrofluorometría

El análisis cuantitativo por espectrofluorometría suele ser 1.000 veces más sensible que la espectrofotometría de absorbancia, por lo que los espectrofluorómetros se utilizan para detectar y cuantificar cantidades muy pequeñas de componentes en una muestra.

Algunos ejemplos concretos son la medición del rendimiento cuántico, que es un indicador de la eficiencia luminosa de los LED blancos y los elementos EL orgánicos, y el análisis espectral de la luz emitida por los elementos. El análisis espectral es extremadamente complejo, pero el software de análisis es cada vez más sofisticado y puede extraer una amplia gama de información.

Principios de los Espectrofluorómetros

Los espectrofluorómetros utilizan la fluorescencia (o fosforescencia), que es la energía extra emitida en forma de luz cuando los electrones de las moléculas y los iones vuelven de su estado excitado a su estado básico. Cada molécula tiene su propio estado energético específico y absorbe selectivamente la luz de una longitud de onda determinada para pasar al estado excitado.

Los electrones en el estado excitado vuelven inmediatamente al estado de masa, momento en el que emiten luz con una longitud de onda correspondiente a la diferencia de niveles de energía entre los estados excitado y de masa. Si la luz irradiada no tiene una longitud de onda que sea absorbida por la muestra, no se emite fluorescencia y no se puede realizar la medición.

Más Información sobre Espectrofluorómetros

1. Espectrofluorómetros y Análisis Multivariante

Las mediciones de fluorescencia en muestras que contienen un gran número de sustancias orgánicas, como los productos alimenticios, se han utilizado para intentar realizar análisis que clasifiquen los patrones por origen o materia prima. Cuando una muestra contiene varios componentes, el espectro obtenido por el espectrofluorómetros es la suma de la fluorescencia emitida por cada componente.

En general, el espectro de fluorescencia de una muestra que contiene varios componentes es muy complejo y difícil de analizar. En particular, las muestras que contienen un gran número de sustancias orgánicas, como alimentos y bebidas, producirán numerosos picos que sólo pueden ser analizados por una persona experta.

Por otra parte, recientemente se ha intentado obtener información a partir de espectros de emisión complejos de alimentos y otras sustancias utilizando métodos de análisis multivariante y análisis estadístico. Por ejemplo, el análisis de componentes principales (ACP), uno de los métodos de análisis multivariante, puede utilizarse para comprimir datos multidimensionales como los espectros en dos o tres dimensiones inferiores.

Tras la compresión tridimensional, la distribución de cada muestra puede utilizarse para el análisis de agrupación.

2. Uso del Espectrofluorómetro en Bioquímica

En el campo de la bioquímica, es posible cuantificar los componentes relevantes mediante la unión selectiva de sondas fluorescentes a proteínas o iones de calcio específicos. Por ejemplo, en la detección de iones de calcio, se pueden utilizar compuestos con una estructura que atrapa selectivamente los iones, denominados agentes quelantes.

También se utilizan como sondas fluorescentes otros polímeros modificados a partir de proteínas fluorescentes de origen biológico. Estas macromoléculas derivan de proteínas fluorescentes y, una vez introducidas, pueden ser replicadas por las propias células vivas.

El descubrimiento de la proteína verde fluorescente se atribuye al científico japonés Osamu Shimomura, galardonado con el Premio Nobel. La capacidad de introducir proteínas fluorescentes en biomoléculas y detectarlas con gran sensibilidad mediante un fluorómetro ha hecho avanzar enormemente el análisis de biomoléculas.

¿Qué es un Atenuador Óptico?

Son dispositivos que atenúan las señales de fibra óptica para ajustarlas a una intensidad de señal adecuada.

Se utilizan para evitar que las diferencias en la intensidad de la señal óptica causadas por las diferencias en la distancia de transmisión óptica afecten negativamente al equipo de transmisión, y para evitar que el elemento receptor de luz se sature y dañe el equipo si la intensidad de la señal óptica recibida por el dispositivo receptor de luz es demasiado fuerte.

Existen dos tipos de atenuadores: atenuadores ópticos fijos con un nivel de atenuación fijo y atenuadores ópticos variables con un nivel de atenuación ajustable.

Usos de los Atenuadores Ópticos

Los atenuadores ópticos se utilizan para proteger los equipos atenuando la intensidad de la señal óptica cuando el elemento receptor de luz puede saturarse y dañar el equipo, como en los sistemas de CATV con alta salida de dispositivos de fuente de luz o en cables de fibra óptica con distancias de transmisión cortas.

También se utilizan para evitar variaciones en la intensidad de la señal óptica en el extremo receptor de los sistemas de multiplexación por división de longitud de onda (WDM).

Los atenuadores ópticos se utilizan a veces para crear un entorno de comunicación simulado cuando se prueban las prestaciones de transmisión de los sistemas de comunicación óptica o la tasa de error debida a la atenuación. Atenuando deliberadamente las señales ópticas con atenuadores ópticos, se puede medir el rendimiento máximo de transmisión de los equipos de comunicación óptica.

Principios de los Atenuadores Ópticos

Los atenuadores ópticos son dispositivos que se insertan entre las fibras ópticas para atenuar la intensidad de la señal óptica. Se utilizan varios métodos para conseguir la atenuación de la señal óptica.

1. Atenuación por Absorción de la Luz: si una fibra óptica contiene metales de transición como hierro, cobalto o níquel, la energía luminosa es absorbida por estas impurezas. Este fenómeno se utiliza como atenuador óptico en las fibras ópticas dopadas intencionadamente con metales de transición.
2. Atenuación por Efectos Magneto-Ópticos: el efecto Faraday, en el que el eje de desviación de la luz incidente gira cuando un campo magnético está en la misma línea que la dirección de desplazamiento de la luz, se utiliza para atenuar la luz. En campos magnéticos inferiores al campo magnético de saturación, el ángulo de rotación del eje de desviación es proporcional al campo magnético, por lo que la atenuación puede ajustarse en función de la intensidad del campo magnético.
3. Atenuación por Entrehierro: Si se establece una distancia entre las fibras ópticas para que la luz atraviese el aire, la energía luminosa se reduce en este entrehierro. Este fenómeno se aprovecha para crear un entrehierro entre conectores y se utiliza como atenuadores ópticos. La atenuación puede ajustarse aumentando o disminuyendo la distancia del entrehierro.

Otros atenuadores ópticos mecánicos son el doblado de fibras ópticas y la inserción de pantallas en el recorrido de la señal óptica.

¿Qué es un Codificador Óptico?

Un codificador óptico es un tipo de codificador que utiliza un sensor óptico como método de detección de magnitudes físicas.

El codificador es un sensor de posición que detecta magnitudes físicas como el recorrido de un eje lineal o el ángulo de rotación y emite información sobre la posición en forma de señal eléctrica. En el caso de los codificadores ópticos rotativos, se hace girar un disco con una hendidura, denominado rueda codificadora, y un sensor óptico detecta la luz que pasa a través de la hendidura o que se refleja en ella.

Existen dos tipos de codificadores: los lineales, que detectan el movimiento lineal, y los rotativos, que miden el movimiento de rotación. Los codificadores rotativos son, con diferencia, los más utilizados, ya que pueden combinarse con motores y tienen una amplia gama de aplicaciones.

Aplicaciones de los Codificadores Ópticos

Los codificadores se aplican ampliamente en el sector de los equipos industriales y en otros ámbitos. En particular, los codificadores ópticos son capaces de ofrecer una gran precisión, una alta resolución y una velocidad relativamente alta. Por ello, se utilizan en aplicaciones como el servocontrol, el control de motores elevadores, el control de motores huecos de eje pasante y el control de motores que giran a altas velocidades, donde se requiere precisión de señal en equipos industriales.

También pueden utilizarse en entornos en los que se generan fuertes campos magnéticos sin verse afectados por el campo magnético circundante, lo que los hace útiles para unidades de accionamiento y control de posicionamiento en equipos de IRM (resonancia magnética nuclear) y actuadores de tipo motor lineal.

Estructura de los Codificadores Ópticos

Los codificadores ópticos constan de un elemento emisor de luz como un LED, un elemento receptor de luz como un fotodiodo o fototransistor, una lente y un disco con una hendidura llamado rueda de código.

1. Elemento Emisor de Luz (LED)

Generalmente, el elemento emisor de luz utilizado en los codificadores ópticos es un LED infrarrojo. A veces se utilizan LED de colores con longitudes de onda más cortas para reducir la difusión de la luz. En aplicaciones que requieren un alto rendimiento y resolución, se utilizan costosos diodos láser.

2. Lentes

La luz emitida por los elementos emisores de luz es una luz difusa con poca direccionalidad. Se utiliza una lente convexa para que la luz sea paralela.

3. Ruedas de Cordón

Una rueda de cordón es un disco con orificios a través de los cuales puede pasar o bloquearse la luz. Los materiales pueden ser metal, plástico o cristal. Las de metal son más resistentes a las vibraciones, la temperatura y la humedad, por lo que pueden utilizarse en aplicaciones industriales.

Los de resina son más baratos, aptos para la producción en serie y se utilizan en aplicaciones de consumo. El vidrio se utiliza cuando se requiere alta precisión y resolución.

4. Fotodetectores

Como elementos receptores de luz se utilizan generalmente fotodiodos y fototransistores fabricados con materiales semiconductores como el silicio, el germanio y el fosfato de indio y galio.

Tipos de Codificadores Ópticos

Existen dos tipos de Codificadores Ópticos: transmisivos y reflectivos.

1. Tipo Transmisivo

En el tipo transmisivo, un elemento emisor de luz y un elemento receptor de luz se colocan en lados opuestos de la rueda de codificación, y la luz emitida por el elemento emisor de luz se detecta cuando atraviesa o es bloqueada por la rendija de la rueda de codificación.

2. Tipo Reflectante

En el tipo reflector, el elemento emisor de luz y el elemento receptor de luz están dispuestos en la misma superficie y se detecta la luz reflejada/no reflejada por el reflector de la rueda codificadora.

Principios de los Codificadores Ópticos

La luz que atraviesa o es reflejada por la rueda codificadora es recibida por el elemento receptor de luz y convertida en una señal eléctrica. Cada hendidura de la rueda codificadora hace que la luz se encienda y se apague, y el elemento receptor de luz la recibe y emite una señal de impulsos. Como las rendijas están equidistantes, la velocidad de rotación puede detectarse contando el número de impulsos.

Los codificadores ópticos suelen utilizar dos señales de impulsos desfasadas un cuarto de ciclo para detectar el sentido de giro.

Cómo Elegir un Codificador Óptico

La precisión de la señal de los codificadores ópticos es alta porque las dimensiones físicas de las piezas reflectantes y las rendijas son fijas. Sin embargo, existe un límite físico en la formación de la rendija para aumentar la resolución, lo que hace imprescindible el diseño de sistemas y mecanismos ópticos complejos, que los hacen más grandes y caros.

Son vulnerables a la contaminación por polvo y aceite que bloquean la luz. Es difícil conseguir un bajo consumo de energía porque debe circular corriente por el elemento emisor de luz para estabilizar la salida de la señal.

¿Qué es un Codificador Magnético?

Es un tipo de codificador que utiliza un sensor magnético para detectar cambios en la distribución del campo magnético como método de detección de magnitudes físicas.

Los codificadores son sensores de posición que detectan magnitudes físicas como el desplazamiento lineal del eje y el ángulo de rotación y emiten información de posición en forma de señales eléctricas.

Existen dos tipos: los codificadores lineales, que detectan el movimiento lineal, y los codificadores rotativos, que miden las magnitudes de rotación. Los codificadores rotativos, que tienen una amplia gama de aplicaciones cuando se combinan con motores, son con diferencia los más utilizados.

Usos de los Codificadores Magnéticos

Los codificadores se aplican ampliamente en el campo de los equipos industriales, etc. En particular, los codificadores magnéticos son resistentes al aceite, el agua, el polvo y otros contaminantes, y tienen una excelente resistencia al calor, las vibraciones y los golpes. Por lo tanto, son adecuados para su uso en entornos difíciles, como altas temperaturas con muchas vibraciones y golpes. En concreto, se pueden utilizar en máquinas herramienta y equipos industriales en entornos polvorientos y en fábricas en las que se producen salpicaduras de agua y aceite de corte.

A diferencia de los codificadores ópticos, el codificadores magnético no necesita un disco con hendidura, por lo que se puede conseguir el mismo nivel de resolución en un tamaño más reducido. En comparación con los codificadores ópticos, los codificadores magnéticos tienen menos componentes y consumen menos energía, por lo que se suelen utilizar cuando es importante que sean compactos, ligeros y consuman poca energía.

Principios de los Codificadores Magnéticos

Existen dos tipos de métodos de salida de codificadores: incremental, que emite el ángulo relativo a la posición inicial, y absoluto, que emite el ángulo como un valor absoluto. Con los codificadores magnéticos, la onda sinusoidal de la forma de onda de tensión corresponde al ángulo absoluto, haciendo que la salida absoluta sea más fácil que con los codificadores ópticos.

Un codificador magnético típico consta de un sensor magnético y un imán permanente.

1. Sensor Magnético

Como sensores magnéticos se utilizan elementos Hall y elementos MR. Los elementos Hall son sensores que detectan el magnetismo utilizando el efecto Hall, en el que se genera una tensión correspondiente a la densidad y dirección del flujo magnético cuando se hace pasar una corriente eléctrica a través de una fina película semiconductora.

Los elementos MR, también llamados elementos magnetorresistivos, son sensores que detectan el magnetismo utilizando el efecto magnetorresistivo, en el que el valor de la resistencia eléctrica cambia con la intensidad del campo magnético.

2. Imanes Permanentes

Los imanes permanentes se fijan a objetos giratorios o en movimiento. Cuando el eje gira y cambia la posición del imán permanente, cambia la distribución del campo magnético y cambia la densidad del flujo magnético aplicado al sensor magnético. El sensor magnético convierte el cambio de densidad de flujo magnético en una señal eléctrica y puede proporcionar información sobre la posición del eje.

Características de los Codificadores Magnéticos

Los codificadores magnéticos son susceptibles a las interferencias magnéticas de los motores eléctricos. Como consecuencia, el rango de temperaturas de funcionamiento en el que pueden funcionar es limitado.

Hasta la fecha, los codificadores magnéticos han experimentado numerosas mejoras. Sin embargo, su precisión y resolución generales son inferiores a las de los codificadores ópticos y capacitivos.

Además, los codificadores ópticos son más sensibles a la suciedad, el polvo y el aceite. En cambio, los codificadores capacitivos son resistentes a los contaminantes ambientales, ahorran espacio, tienen una larga vida útil y soportan temperaturas adversas.

Construcción de Codificadores Magnéticos

1. Sensor Magnético

Los elementos Hall, que son sensores magnéticos que utilizan el efecto Hall, están hechos principalmente de materiales semiconductores. Los materiales semiconductores incluyen semiconductores compuestos como el arseniuro de indio (InAs), el arseniuro de galio (GaAs) y el antimonio de indio (InSb), así como el silicio (Si), que puede montarse en una matriz de CI.

El arseniuro de indio ofrece un buen equilibrio entre características de temperatura y sensibilidad, el arseniuro de galio tiene características de temperatura estables y el antimonio de indio tiene una alta sensibilidad. Los elementos Hall pueden dividirse en dos tipos, que detectan la intensidad del campo magnético en las direcciones longitudinal y transversal.

2. Imanes Permanentes

Una forma común de imán permanente utilizada en los codificadores magnéticos es una forma de disco magnetizado en la dirección radial o plana. Tanto las dimensiones del codificador como el material del imán pueden seleccionarse siempre que se cumplan los requisitos de densidad de flujo magnético para el funcionamiento.

Los principales tipos utilizados son la ferrita, el neodimio (Ne-Fe-B) y el samacova (SmCo). Los materiales a base de ferrita son más baratos, los de neodimio son más pequeños y ligeros y los de samacova tienen mejores características térmicas.

¿Qué son las Películas Biodegradables?

Son plásticos con propiedades que les permiten descomponerse en última instancia hasta el nivel molecular de agua y dióxido de carbono por la acción de microorganismos.

En general, los plásticos son polímeros sintéticos derivados del petróleo, difíciles de descomponer en la naturaleza.

Por lo tanto, los plásticos convencionales que se depositan en el suelo o se vierten en el océano permanecen en el medio ambiente durante mucho tiempo sin volver a la naturaleza, lo que se está convirtiendo en un grave problema medioambiental.

Las películas biodegradables, en cambio, son interesantes como plástico reciclador de recursos, ya que son descompuestas por microorganismos que existen en el mundo natural.

Usos de las Películas Biodegradables

Las películas biodegradables se utilizan principalmente para materiales agrícolas y de ingeniería civil, bolsas de recogida de residuos alimentarios y envases de alimentos. A continuación se ofrecen algunos ejemplos.

1. Láminas de Acolchado Agrícola

Las películas biodegradables se utilizan en láminas de acolchado agrícola. Las láminas de acolchado agrícola se utilizan para cubrir los suelos de los campos y son eficaces para regular la temperatura del suelo, retener la humedad y controlar las malas hierbas y las enfermedades. El uso de películas biodegradables en las láminas de acolchado agrícola reduce significativamente la necesidad de recoger y eliminar las láminas de acolchado usadas.

2. Bolsas de Recogida de Residuos Alimentarios

También están llamando la atención como alternativa a las bolsas de recogida de residuos alimentarios. Si se utilizan películas biodegradables como bolsas de recogida de residuos alimentarios y se procesan directamente en instalaciones de compostaje y fermentación de gas metano, los residuos alimentarios pueden reciclarse sin desperdicio.

3. Cinta Marcadora

La cinta de marcaje se utiliza principalmente para marcar los árboles en los bosques de montaña. Comúnmente conocida como cinta roja, se utiliza para evitar peligros, señalizar recorridos, marcar hitos y patrullar. Gracias al uso de películas biodegradables, no es necesario retirarla y no afecta a los árboles.

4. Película Vegetal al Voleo

Los films para hortalizas se utilizan para proteger la calidad de las hortalizas. Esta forma de envasado es esencial para la venta y el transporte de verduras y consume mucho plástico. Al incorporar películas biodegradables como alternativa a los plásticos existentes, puede llevar a cabo su negocio de forma ecológica y respetuosa con el medio ambiente.

Características de las Películas Biodegradables

Las materias primas de las películas biodegradables pueden dividirse a grandes rasgos en plásticos biodegradables derivados del petróleo y plásticos biodegradables derivados de plantas. El alcohol polivinílico (PVA) es un material típico derivado del petróleo, mientras que el ácido poliláctico (PLA) es un material típico derivado de plantas.

Aunque se considera que las películas biodegradables tienen un bajo impacto medioambiental, no es necesario sustituir directamente todos los productos de plástico por películas biodegradables. La prioridad de la sustitución se basa en si la biodegradabilidad es necesaria para los productos de plástico que tienen un impacto medioambiental.

Los criterios para la decisión son si el producto es duradero o no duradero y si hay suficiente recuperación del producto. Los materiales no duraderos que no se recuperan bien son especialmente prioritarios.

Ejemplos típicos son los sedales y las redes de pesca, que representan alrededor del 41% de la basura en peso. Si se hacen biodegradables, aunque se viertan en el medio ambiente, los microorganismos del océano los descompondrán, lo que permitirá reciclar los recursos.

Tipos de Películas Biodegradables

En general, existen dos categorías de plásticos: los termoplásticos y los termoestables.

Sin embargo, los plásticos biodegradables sólo incluyen los termoplásticos.

Esto se debe a que las películas deben degradarse a un ritmo más rápido. Las estructuras químicas que pueden ser biodegradables incluyen los poliésteres alifáticos y las poliamidas alifáticas, todos ellos termoplásticos.

Los siguientes tipos de plásticos son biodegradables:

1. PLA

El PLA, también conocido como ácido poliláctico, es un plástico de origen vegetal y se clasifica como bioplástico. Se compone principalmente de almidón de maíz, remolacha azucarera, patatas, etc. y es biodegradable.

2. Acetato de Celulosa (Diacetato)

El acetato de celulosa se fabrica a partir de fibras derivadas de la madera y el algodón y se produce esterificando la celulosa extraída con ácido acético. Se valora como recurso de biomasa, ya que en última instancia se descompone en agua y dióxido de carbono.

¿Qué son los Materiales de Reparación del Asfalto?

Se utilizan para reparar parcialmente el asfalto que se ha deteriorado debido a grietas, abolladuras y al desgaste causado por el tráfico de vehículos y las condiciones meteorológicas.

Existen dos tipos de materiales de reparación: los de endurecimiento volátil, que pueden adquirirse fácilmente en centros de bricolaje y pueden aplicarse simplemente vertiendo el material de reparación en la zona a reparar y aplicando presión con un rodillo, y los de reacción química, que aceleran el endurecimiento vertiendo agua sobre la zona vertida. El uso y las características de cada tipo difieren, por lo que se utilizan de forma diferente según el tipo de construcción.

Usos de los Materiales de Reparación del Asfalto

Los materiales de reparación de asfalto se utilizan en una gran variedad de situaciones, independientemente de su tamaño, principalmente en la construcción de carreteras, desde la reparación de asfalto deteriorado hasta trabajos de restauración temporales, así como en la reparación de aparcamientos y pavimentos domésticos para evitar la aparición de malas hierbas.

El tipo de material de reparación de reacción química es el más adecuado para los trabajos de reparación de carreteras, ya que es apto para todo tipo de climas y puede utilizarse en obras húmedas.

Mientras que el tipo de endurecimiento volátil es inferior en términos de durabilidad, no requiere agua y puede aplicarse simplemente compactando con una pala o similar, por lo que se utiliza para trabajos temporales de rehabilitación de tuberías.

Características de los Materiales de Reparación del Asfalto

Se caracterizan por su rápido tiempo de curado, que es de aproximadamente 1 a 2 horas después de verter y aplicar presión, con el fin de minimizar el tiempo de cierre de la carretera mientras se lleva a cabo la reparación.

Si la dureza del material de reparación es excesiva después del curado, es más probable que se agriete debido a la distorsión causada por el tráfico de vehículos, por lo que el material de reparación debe tener un cierto grado de flexibilidad para seguir la distorsión, así como un bajo grado de variabilidad en el curado.

El asfalto puede dividirse en dos tipos: los tipos calentados, que tienen la propiedad de endurecerse al enfriarse, y los compuestos a temperatura ambiente, que pueden almacenarse a temperatura ambiente.

Los tipos calentados no son adecuados para reparaciones de emergencia, ya que tienen que calentarse antes de su uso y se utilizan para carreteras nuevas y aparcamientos, mientras que los compuestos a temperatura ambiente se utilizan como materiales de reparación, ya que pueden almacenarse en bolsas y utilizarse inmediatamente.

La resistencia y el coste de los composites a temperatura ambiente varían en función del tipo, siendo el de curado volátil más barato debido a su menor resistencia, mientras que el de reacción química tiene una resistencia superior, pero es más caro.

¿Qué es un Láser Semiconductor?

Un láser semiconductor utiliza un semiconductor como medio para la oscilación láser y emite luz láser cuando se aplica una corriente eléctrica. También suele denominarse diodo láser.

Como osciladores láser, se utilizan actualmente en muchos dispositivos.

Se utilizan en todos los campos porque son compactos como láseres, pueden oscilar a tensiones y corrientes bajas, tienen una alta eficiencia de conversión a luz y es fácil producir láseres de diferentes longitudes de onda.

Aplicaciones de los Láseres Semiconductores

Tienen una amplia gama de aplicaciones, pero los campos en los que pueden aplicarse varían en función de la longitud de onda y la salida del haz láser.

Por ejemplo, la longitud de onda de la luz está estrechamente relacionada con la intensidad de la energía.

Por eso, los láseres con longitudes de onda largas y baja energía se utilizan en sensores, instrumentos ópticos de medición y comunicaciones láser, por ejemplo, para anticolisión en automóviles.

En cambio, los láseres con longitudes de onda más cortas y mayor energía se utilizan para escribir en Blu-ray y DVD, impresoras y procesamiento láser.

Principios de los Láseres Semiconductores

Son capaces de emitir luz de forma eficiente porque pueden generarla haciendo pasar una corriente eléctrica a través de ellos. Esto difiere de las bombillas incandescentes, que convertían la corriente eléctrica en energía térmica.

En términos sencillos, el interior de un láser semiconductor consta de capas denominadas región de tipo P, capa de emisión (capa activa) y región de tipo N entre los electrodos.

Cuando fluye una corriente eléctrica desde los electrodos, los huecos (agujeros) de la región de tipo P y los electrones de la región de tipo N fluyen hacia la capa de emisión.

Los agujeros y electrones se combinan en la capa de emisión de luz y emiten luz, que en esta fase no tiene las características de la luz láser.

La luz emitida estimula a otros electrones, que se combinan con los huecos y emiten luz. Esto se denomina emisión inducida.

La luz también se refleja en los espejos de la capa generadora, lo que favorece la emisión inducida, y la luz se amplifica y emite hacia el exterior como un potente haz láser.

En los últimos años, los láseres semiconductores se han ido estructurando cada vez más finamente, lo que ha dado lugar a una notable mejora de su eficacia luminosa, y se espera que esto amplíe la gama de aplicaciones.