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¿Qué es un Convertidor de Medios?

Un conversor de medios es un dispositivo diseñado para conectar y convertir señales entre un cable metálico, que transmite información utilizando señales eléctricas, y una fibra óptica, que transmite información utilizando luz como medio de transmisión.

Los convertidores de medios son dispositivos para convertir mutuamente señales en diferentes medios, pero los medios utilizados aquí se limitan a señales eléctricas y ópticas. En otras palabras, un conversor de medios es un dispositivo que convierte señales eléctricas en señales ópticas y señales ópticas en señales eléctricas, y también se denomina conversor de medios ópticos o MC.

Usos de los Convertidores de Medios

Los convertidores de medios desempeñan un papel fundamental en la interconexión de cables metálicos y fibras ópticas para la transmisión de información. Mientras que los cables metálicos utilizan señales eléctricas para transmitir datos, las fibras ópticas emplean la luz como medio de transmisión.

Los cables metálicos, al transmitir señales eléctricas, se ven afectados por el ruido electromagnético y experimentan atenuación de la señal a medida que aumenta la distancia de transmisión. Como resultado, su alcance está limitado a unos 100 metros.

En contraste, la transmisión de señales ópticas a través de las fibras ópticas no se ve afectada por el ruido electromagnético y es menos propensa a la atenuación de la señal, lo que las convierte en una opción ideal para distancias largas. Sin embargo, debido a la diferencia en los medios de transmisión entre los cables metálicos y las fibras ópticas (cambios de tensión para los cables metálicos y destellos de luz para las fibras ópticas), es necesario utilizar convertidores de medios para transformar las señales de un tipo al otro y así lograr la conexión entre ambos.

De esta manera, los convertidores de medios permiten convertir de manera mutua los dos tipos de señales, lo que posibilita la construcción de una línea de red que aprovecha al máximo las ventajas de cada tipo de cable.

Principio de los Convertidores de Medios

Normalmente, se instala un par de convertidores de medios en cada extremo de una fibra óptica que conecta dos redes construidas con cables metálicos. El primer convertidor de medios convierte las señales eléctricas del cable metálico en señales ópticas de la fibra óptica. Las señales eléctricas que entran en el convertidor de medios se transmiten a un dispositivo emisor de luz, como un diodo láser, que las emite al cable de fibra óptica como señal óptica modulada en respuesta a la señal.

El segundo convertidor de medios convierte la señal óptica enviada en un cambio de tensión mediante un elemento receptor de luz y la devuelve a la señal eléctrica original. Este mecanismo permite una transmisión fiable de la señal a largas distancias utilizando una fibra óptica entre las dos redes.

Los convertidores de medios también se pueden clasificar en los dos tipos siguientes según la forma en que se procesan las señales de los paquetes.

1. Tipo Repetidor

Este tipo se caracteriza porque la velocidad de transmisión en el lado de la señal eléctrica es igual a la velocidad de transmisión en el lado de la señal óptica. Si las velocidades de transmisión son iguales, la conversión puede realizarse sin retardo. Esto significa que cuando el conversor de medios recibe un paquete como señal eléctrica, lo convierte inmediatamente en señal óptica y lo emite, independientemente de su contenido.

No hay tiempo de retardo de la señal, lo que hace que el sistema sea adecuado para aplicaciones en las que la velocidad de transmisión es importante y no se toleran los retrasos de la señal. Además, cualquier paquete puede pasar sin modificaciones, por lo que el sistema puede utilizarse con independencia del protocolo de comunicación. Aunque existan paquetes de error, no se descartan. Esto es útil cuando la información sobre problemas en los equipos es controlada por el equipo de supervisión y utilizada para contramedidas.

2. Tipo Puente

En el tipo puente, la señal de paquete enviada desde el lado transmisor es recibida una vez por el convertidor de medios del lado transmisor en un circuito intermedio. A continuación, se convierten en señales ópticas y se envían al convertidor de medios del lado receptor.

Por lo tanto, puede hacer frente a casos en los que las velocidades de transmisión de las señales eléctricas y ópticas son diferentes, y también se denomina tipo conmutador. Otra característica de este tipo es que la comunicación puede continuar sin impedimentos aunque la velocidad de transmisión entre los dispositivos conectados cambie por alguna razón.

En comparación con el tipo repetidor, los retrasos en la transmisión son mayores debido al circuito de búfer, y son especialmente notables cuando la longitud del paquete a transmitir es grande. Por otro lado, el tipo puente puede determinar y eliminar los paquetes de error tan pronto como se recibe la señal en el circuito tampón.

Más Información sobre los Convertidores de Medios

1. Compatibilidad con Cables de Fibra Óptica de Uno o Dos Núcleos

Los tipos de doble núcleo se utilizan generalmente para comunicaciones de fibra óptica. Se trata de un método de comunicación que utiliza un núcleo de fibra óptica dedicado para cada uno de los lados de transmisión y recepción, que suele conectarse mediante un cable con dos núcleos en un par. La estructura del convertidor de medios es sencilla, ya que la luz siempre viaja en una dirección constante.

En cambio, también existe un tipo de un solo núcleo que utiliza un único núcleo de fibra óptica para pasar la luz en ambas direcciones, es decir, comunicación bidireccional. En muchos casos, este tipo se utiliza cuando el convertidor se instala en un entorno donde el espacio es reducido, por ejemplo, cuando es necesario pasar muchas fibras ópticas. La comunicación bidireccional mononúcleo utiliza fuentes de luz con diferentes longitudes de onda entre convertidores de medios opuestos, por lo que el elemento receptor de luz también debe ser sensible a la longitud de onda del otro lado.

Esto significa que los convertidores de medios monoconductores deben estar equipados con fuentes de luz de diferentes longitudes de onda de transmisión entre sí, y la parte receptora de luz debe ser una combinación de elementos receptores de luz con elementos receptores de luz que coincidan con la longitud de onda de transmisión del otro lado.

¿Qué es una Impresora 3D?

Una impresora 3D es un dispositivo que produce objetos tridimensionales mediante la superposición de secciones transversales impresas basadas en datos tridimensionales.

Las impresoras 3D pueden fabricarse mediante diversos métodos, como el método FDM (modelado por deposición fundida), el método SLA (estereolitografía), el método SLS (sinterización selectiva por láser), el método de chorro de tinta, el método de laminación de polvo por chorro de tinta, el método de laminación de polvo por chorro de tinta y el método de sinterización láser por chorro de tinta. Método de chorro de tinta” y “Método de laminación de polvo por chorro de tinta”.

Para uso doméstico, se suelen utilizar dos tipos: el “método de laminación por fusión térmica” y el “método de fotolitografía”.

Aplicaciones, Principios y Ventajas de cada Tipo de Impresora 3D

1. Modelado por Deposición Fundida (FDM)

Usos
Producción de figuras, maquetas, etc.

Principios
La resina termoplástica se expulsa a través de una fina boquilla de unos 0,5 mm para producir una impresión.

Ventajas

• La unidad principal es barata
• La impresión es posible a bajo coste gracias a los materiales baratos
• Corriente principal como impresora 3D de uso general

Desventajas

• Se necesita material de soporte
• Deterioro del aspecto del objeto moldeado debido a las marcas de apilamiento generadas durante la impresión.

Materiales Imprimibles
Resina PLA, resina ABS, etc.

2. Método de Estereolitografía (SLA)

Usos
Creación de maquetas, decorados, etc.

Principios
La resina líquida fotopolimerizable se endurece y se imprime exponiéndola a la luz.

Ventajas
Fácil procesamiento tras el modelado, se puede crear material impreso transparente.

Desventajas

• El material impreso es sensible a la luz solar.
• El procesamiento posterior de los materiales impresos requiere mucho tiempo.

Materiales Imprimibles
Resinas epoxi, resinas acrílicas, etc.

3. Método de Fabricación Aditiva por Sinterización de Polvos (SLS: Selective Laser Sintering)

Aplicaciones
Piezas para equipos industriales e implantes médicos

Principios
La impresión se consigue repitiendo el calentamiento selectivo y la sinterización de materiales en polvo capa a capa.

Ventajas
Se pueden imprimir estructuras grandes y resistentes sin necesidad de material de soporte.

Desventajas

• El equipo, incluida la propia impresora, es caro.
• El material impreso tiene una superficie rugosa.

Materiales Imprimibles
Nylon, materiales metálicos como el titanio, etc.

4. Método de Inyección de Tinta

Uso Previsto
Fabricación de componentes médicos y productos de lotes pequeños

Principios
La impresión se realiza colocando materiales curables por UV sobre una superficie bidimensional y exponiéndolos después a la luz UV para curarlos, como si se imprimieran con una impresora normal.

Ventajas
Fácil instalación e impresión de alta resolución.

Desventajas
El material impreso es quebradizo y vulnerable a la luz solar.

Materiales imprimibles
Resinas epoxi, resinas acrílicas, resinas ABS, etc.

5. Método de Laminación en Polvo por Inyección de Tinta

Usos
Fabricación de componentes médicos y pequeños lotes de productos

Principios
La impresión se consigue colocando un adhesivo sobre el yeso y dejándolo curar. Se pueden crear estructuras de color utilizando un agente colorante.

Ventajas
Fácil instalación e impresión de alta resolución.

Desventajas
El material impreso tiene poca resistencia.

Materiales imprimibles
Yeso, resina, metal, arena, etc.

Cómo Utilizar una Impresora 3D

Las impresoras 3D pueden utilizarse para estratificar estructuras diseñadas fundiendo resina.

En esta sección se explica lo que hay que preparar y el procedimiento en sí.

Qué Hay que Preparar?

• Ordenador
• Impresora 3D
• Software CAD 3D para diseñar dibujos CAD tridimensionales
• Software de corte
  El software de corte tiene la capacidad de convertir datos 3D en datos de sendas.
• Filamentos
  El filamento es el material que se va a laminar; se utilizan distintos tipos en función del método de laminación de la impresora 3D, pero la resina PLA y la resina ABS son las que suelen utilizar los usuarios principiantes.

Pasos para Laminar una Estructura en una Impresora 3D

1.Para laminar una estructura, se crean los datos 3D mediante un software CAD 3D.

2. Convertir los datos 3D en formato STL para que la impresora 3D pueda leerlos.

3. Convertir los datos en formato STL en datos de trayectoria de herramienta.

4. Activar la impresora 3D.

5. Eliminar los materiales secundarios soldados a la estructura como material de soporte.

6. Tratamiento superficial de rebabas, etc. para un acabado liso.

Materiales de Filamento que se Pueden Manipular

Las impresoras 3D están limitadas en los materiales que pueden manejar dependiendo del tipo de equipo y del método de fusión del material.

Por ejemplo, una impresora 3D que admite resinas puede manejar resinas blandas y duras en general. Algunos tipos de impresoras 3D pueden manejar una amplia gama de materiales.

Esta sección se centra en la resina y el metal como materiales de filamento que se pueden manejar.

Filamentos de Resina

Los tipos de filamento de resina más utilizados, desde principiantes hasta usuarios avanzados, son las resinas PLA y ABS.

Otros materiales de resina incluyen nylon, yeso, caucho y materiales a base de epoxi.

1. Resina PLA

Resina sintetizada a partir de materiales reciclados, compuesta por ácido poliláctico, que se fabrica principalmente a partir de maíz y otros materiales.

2. Resina ABS

Resina sintética compuesta de acrilonitrilo, butadieno y estireno.

Filamentos Metálicos

Los tipos de filamentos metálicos incluyen acero inoxidable, latón, titanio, platino, plata y oro.

Otros materiales especiales son los filamentos que contienen bronce en polvo.

¿Qué es un Controlador de Motor?

Un controlador de motor es un dispositivo utilizado para controlar el accionamiento relacionado con la rotación del motor. Combinado con un ordenador, como un microordenador, controla el tiempo y la velocidad de rotación del motor aplicando la tensión y la corriente adecuadas.

El CI del controlador del motor, que es el corazón del controlador del motor, es extremadamente pequeño, por lo que tiene la ventaja de reducir el área de montaje en comparación con la construcción de un circuito de control del motor independiente mediante la combinación de componentes independientes. Además, algunos de ellos incorporan funciones de protección contra sobrecorriente y sobrecalentamiento, lo que permite al usuario accionar el motor de forma segura.

Usos de los Controladores de Motor

El controlador de motor adecuado se selecciona en función del tipo de motor. Los motores típicos son los motores CC con escobillas, los motores sin escobillas, los motores paso a paso y los motores lineales.

Los motores de CC son sencillos y baratos, lo que los convierte en motores versátiles utilizados en una gran variedad de aplicaciones, incluidos electrodomésticos como lavadoras. También se utilizan en motores lineales, en los que los polos magnéticos se modifican cambiando la dirección de la corriente. El tren bala lineal es un motor lineal síncrono, y para controlarlo se utilizan controladores de motor, ya que la fuerza propulsora se obtiene cambiando los polos magnéticos de los raíles.

Principios de los Controladores de Motor

El principio de funcionamiento de un excitador de motor depende del tipo de motor que se controle. Concretamente, difiere la configuración del circuito de puente para la conmutación de la alimentación.

Los controladores de motores de corriente continua, por ejemplo, controlan el sentido de giro conmutando la dirección de la corriente que fluye hacia los electroimanes. Por ejemplo, aplicar una corriente en sentido contrario a un motor que gira a gran velocidad puede frenar la rotación y reducir así la velocidad.

En este caso, se construye un circuito de medio puente utilizando varios transistores. La combinación de transistores determina la dirección del flujo de corriente. En los motores sin escobillas y paso a paso, es el circuito de medio puente el que controla la corriente correspondiente al número de bobinas (número de fases) extraídas del motor.

En los motores sin escobillas, puede ser monofásico o trifásico, y en los motores paso a paso, bifásico o quintifásico. Otros métodos controlan el número de revoluciones combinando el control PWM, que modula la anchura de la tensión de impulso.

Más Información sobre los Controladores de Motor

Motores sin Escobillas y Motores Paso a Paso

El mercado de los controladores de motor puede dividirse a grandes rasgos en los ya mencionados motores de CC (con escobillas), motores sin escobillas y motores paso a paso. Los motores de corriente continua con escobillas son fáciles de manejar, ya que se pueden accionar fácilmente aplicando tensión, pero su coste es prohibitivo en un mercado en el que existen muchos tipos diferentes de motores.

Los motores sin escobillas se utilizan en ventiladores de refrigeración de PC y otras aplicaciones en las que se requiere un funcionamiento relativamente eficiente y una alta fiabilidad. Los motores paso a paso, como su nombre indica, se caracterizan por su capacidad para proporcionar un control avanzado de la rotación del motor, y se utilizan en aplicaciones industriales como el control de actuadores de alta precisión para la automatización de fábricas, y en equipos de consumo como impresoras, y se espera que ambos mercados se expandan en el futuro.

En el mercado de la automoción, tipificado por el reciente cambio hacia los vehículos eléctricos, el funcionamiento altamente eficiente de los motores mediante controladores de motor es esencial, ya que admiten una amplia gama de control de motores, desde un alto par a bajas velocidades hasta altas velocidades, y la vida de la batería hasta la descarga afecta directamente a la distancia de conducción. Para lograrlo, el control PWM del excitador del motor mediante un microcontrolador es una tecnología esencial, junto con la tecnología de control del inversor para obtener una alta potencia de salida para su uso en vehículos.

Aunque los controladores de motor son un campo técnico con un amplio abanico de posibilidades, incluso los principiantes pueden fabricar sus propios controladores de motor utilizando componentes sencillos, el control a gran escala requiere una comprensión de los principios de funcionamiento del motor, los algoritmos de control y el soporte de software mediante un microcontrolador.

Por ello, algunos controladores de motor recientes incorporan innovaciones que facilitan su uso a los usuarios con el apoyo de un software de aplicación dedicado.

¿Qué es un Medidor de Iluminancia?

Un medidor de iluminancia es un instrumento de medida que mide el brillo de una superficie iluminada por una fuente de luz.

Una fuente de luz puede ser el sol o una lámpara fluorescente o incandescente o una luz LED. La luminosidad se define como flujo luminoso por unidad de superficie (lm/m2), expresado en lux (lx). Los exposímetros de luz incidente utilizados en fotografía de estudio también son un tipo de iluminancímetro, pero se caracterizan por mostrar valores EV, que pueden convertirse fácilmente en apertura y velocidad de obturación.

Usos de los Medidores de Iluminancia

Se puede definir la luminosidad del entorno de trabajo. Por ejemplo, la iluminancia de las instalaciones de iluminación en lugares donde trabajan personas, como escuelas, fábricas y oficinas, está regulada por las “Normas de salud ambiental en las escuelas”, el “Reglamento de salud y seguridad en el trabajo” y el “Reglamento de normas de salud en las oficinas”. En estos lugares se utilizan iluminancímetros para medir si se cumplen las normas.

En ciencia y tecnología, los iluminancímetros se utilizan cuando la luminosidad afecta a los resultados de los experimentos. Los exposímetros, mencionados en el apartado anterior, se utilizan para determinar las condiciones de exposición adecuadas al hacer fotografías.

Principios del Medidor de Iluminancia

Los medidor de lluminancias miden y cuantifican el brillo de una superficie iluminada por la luz. Para ello se necesita un sensor que detecte la intensidad de la luz, y los fotodiodos son adecuados para este fin. Los fotodiodos se utilizan como sensores en los iluminancímetros porque la fotocorriente fluye en proporción a la intensidad de la luz y tienen un amplio rango dinámico. El principio básico de un medidor de iluminancia es medir esta fotocorriente y convertirla en luminosidad. Como iluminancímetro, debe responder a los dos elementos siguientes.

1. Compensación de la Sensibilidad Visual

El ojo humano responde a la luz (ondas electromagnéticas) en el rango 380-700 nm con una longitud de onda pico de 555 nm, pero la sensibilidad disminuye gradualmente a medida que uno se aleja de la longitud de onda pico. Esta característica está normalizada internacionalmente y se denomina eficiencia fotópica espectral estándar V (λ). En cambio, la característica de respuesta espectral de un fotodiodo es completamente diferente de V (λ), por lo que se coloca un filtro de corrección de la sensibilidad visual cerca de la superficie del fotodiodo para aproximar la característica de respuesta espectral del iluminancímetro a V (λ).

2. Corrección del Coseno

Si la iluminancia en un plano perpendicular al flujo luminoso paralelo es E, la iluminancia E’ en un plano inclinado θ es

E’=E cosθ

E’ es E’=E cosθ. Para realizar la corrección del coseno, se instala un difusor de transmisión semiesférico en la parte receptora de luz del iluminancímetro, y la luz difusa que atraviesa este difusor pasa por un filtro de corrección de la sensibilidad visual y entra en el fotodiodo.

Tipos de Iluminancímetros

Existen varios tipos de iluminancímetros en función del rango de medición, la precisión y la facilidad de uso.

1. Tipo Analógico

Se trata de medidores de iluminancia sencillos para inspecciones simples que generalmente leen los resultados que muestra la aguja del medidor. Se utilizan principalmente para comprobar el brillo de los dispositivos de iluminación, como lámparas fluorescentes e incandescentes, y consumen relativamente poca energía debido a su única función.

2 Tipo Digital Integrado

Este tipo integra la parte receptora de luz y la unidad principal. En comparación con los de tipo analógico, este tipo es más multifuncional y tiene un rango de medición más amplio, lo que lo convierte en el tipo dominante. La ventaja de este tipo integrado es que es fácil de manejar. 

3. Tipo Digital Separado

La parte receptora de luz y la unidad principal pueden separarse para la medición, lo que reduce la influencia de la luz reflejada de la persona que se está midiendo y permite realizar mediciones más precisas. La unidad receptora de luz puede colocarse en la posición correcta en relación con la fuente de luz, incluso en espacios altos o reducidos, para una mayor libertad de medición. Los modelos separados suelen ser más precisos y tienen un rango de medición más amplio, por lo que pueden utilizarse en cualquier lugar, desde a la luz del sol hasta en la oscuridad. La precisión de las mediciones se clasifica en tres rangos: Clase A, Clase AA y Clase de Precisión, siendo la Clase AA y superiores las que se utilizan para mediciones industriales. Antes existían iluminancímetros de clase B, pero ahora están obsoletos.

Más Información sobre Iluminancímetros

Cómo Utilizar los Iluminancímetros

Los iluminancímetros son fáciles de usar: basta con pulsar el botón de medición del iluminancímetro para que aparezca el valor medido. El tamaño relativamente pequeño del iluminancímetro facilita su uso en diversas situaciones, pero dependiendo de cómo se utilice el iluminancímetro, es posible que no siempre se obtengan lecturas correctas. Deben tomarse las siguientes precauciones al utilizar el iluminancímetro.

1. Luz Reflejada
El iluminancímetro no sólo capta la luz incidente directa de la fuente luminosa, sino también la luz reflejada de los objetos circundantes, por lo que se ve afectado por la luz reflejada de la mano, la cara o la ropa de la persona que se está midiendo. Tome medidas como situarse fuera del rango de detección de luz del sensor o llevar ropa con baja reflectancia luminosa.

2. Diámetro del Punto de Luz que se Va a Medir
La medición precisa es difícil con haces de luz estrechos, como los láseres, que se utilizan habitualmente en los medidores de iluminancia, porque la trayectoria de la luz que llega al sensor varía en función del ángulo de incidencia. Cuando se mide un punto de luz más pequeño que el área de recepción de luz del iluminancímetro (el tamaño del difusor transmisor), el error aumenta. 

3. Distancia entre la Fuente de Luz y el Receptor del Iluminancímetro
En las mediciones de iluminancia de la luz emitida por una fuente puntual, cuanto menor sea la distancia entre la fuente de luz y el medidor de iluminancia, mayor será el ángulo de incidencia en el sensor, lo que dará lugar a errores. La distancia entre la fuente de luz y el iluminancímetro debe ser de al menos 1 m. Al comprobar si el entorno es adecuado para escuelas, lugares de trabajo, fábricas, etc., deben seguirse las normas y métodos de medición especificados.

¿Qué es un Relé de Alta Frecuencia?

Un relé de alta frecuencia es uno de los elementos que conmutan señales de alta frecuencia (un componente unitario de un circuito eléctrico o mecánico que juega un papel importante en la función general como componente del circuito). Los relés de alta frecuencia generalmente no tienen conectores y se utilizan mediante soldadura. Por lo tanto, sus características de alta frecuencia se ven muy afectadas por el sustrato. Además, cuando se utilizan relés en circuitos de alta frecuencia, existen los problemas de (1) aislamiento (fuga de señal entre contactos (circuitos) cuando los contactos están abiertos) y (2) pérdida de inserción (pérdida de señal cuando los contactos están cerrados).

Usos de los Relés de Alta Frecuencia

Para controlar señales de alta frecuencia, se necesita un relé especializado para alta frecuencia, no un relé ordinario. Los relés de alta frecuencia se utilizan en equipos con circuitos llamados circuitos de alta frecuencia. Los ejemplos incluyen estaciones base de teléfonos celulares, equipos de transmisión, instrumentos de medición y equipos de radio. También se utilizan en LAN inalámbrica y Bluetooth, que se utilizan mucho en los hogares. Todos estos dispositivos desempeñan el papel de cambiar señales sin problemas dentro de varios tipos de equipos.

Principios de los Relés de Alta Frecuencia

La estructura de un relé de alta frecuencia es similar a la de un relé ordinario. En un relé, cuando una pequeña cantidad de electricidad fluye a través de una bobina enrollada alrededor de un núcleo de hierro, los electroimanes atraen piezas de hierro que hacen contacto con los puntos de contacto, conectando el circuito y permitiendo que una gran cantidad de electricidad fluya directamente desde la fuente de alimentación. a los componentes eléctricos. Cuando se corta la electricidad entre los terminales, el campo magnético generado en la bobina se disipa y el equipo eléctrico deja de funcionar. Generalmente, cuando se utilizan relés en circuitos de alta frecuencia, el aislamiento y la pérdida de inserción se convierten en problemas. El aislamiento es la fuga que aumenta a medida que aumenta la frecuencia, provocando interferencias entre circuitos. La pérdida de inserción es la pérdida de señal entre contactos (circuitos) que aumenta a medida que aumenta la frecuencia, lo que hace imposible transmitir señales con precisión y genera calor. En otras palabras, es importante que haya poca fuga de señal entre los contactos cuando están abiertos y poca pérdida de señal cuando están cerrados, incluso cuando aumenta la frecuencia de la señal.

Además, dado que los relés utilizados en circuitos de alta frecuencia requieren características de alta frecuencia además de las características generales del relé y un gran aislamiento y una pequeña pérdida de inserción como se describió anteriormente, la pérdida de retorno, que indica el grado de reflexión de la señal, debe ser grande, VSWR debe ser pequeño, y las características que indican la impedancia de los valores de resistencia deben ser apropiadas.

¿Qué es un Sensor de Imagen?

Un sensor de imagen es un componente que convierte la información luminosa en señales eléctricas. Se utiliza en cámaras digitales y equipos fotográficos.

Existen dos tipos comunes de sensores de imagen: CCD (Charge Coupled Device) y CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor).

Los sensores de imagen son los “ojos” de la máquina. El número de píxeles de un sensor de imagen utilizado en una cámara se refiere al número total de sensores de imagen. Cada sensor detecta la intensidad de la luz, que se cuantifica y procesa como una señal eléctrica.

Usos de los Sensores de Imagen

Los sensores de imagen tienen una amplia aplicación en líneas de producción en serie, especialmente en sectores como automoción, alimentación, medicina, electrónica, cristales líquidos, semiconductores y productos plásticos.

Estos sensores desempeñan un papel importante al reemplazar la inspección visual realizada por los operadores humanos. Se utilizan para realizar inspecciones de presencia/ausencia, contando y verificando la presencia de componentes. También son útiles para inspecciones visuales, detectando arañazos y defectos en los productos.

Con tecnologías avanzadas de análisis de imágenes, los sensores de imagen permiten el reconocimiento óptico de caracteres (OCR) y mediciones tridimensionales. Además, se aplican en sistemas de conducción automática de vehículos, y se espera que sigan siendo componentes esenciales en el futuro.

Principio de los Sensores de Imagen

El sensor de imagen se basa en el uso de un elemento sensible a la luz, conocido como fotodiodo. Este componente semiconductor detecta la intensidad de la luz y la convierte en carga eléctrica. Cuando la luz incide en el fotodiodo, se generan electrones en proporción a la intensidad de la luz.

El principio fundamental de los sensores de imagen consiste en utilizar las propiedades del semiconductor para almacenar y cuantificar la carga de electrones. Existen diferentes tipos de dispositivos en los sensores de imagen, dependiendo de cómo se convierte la carga almacenada en el elemento sensible en una señal. Los principales dispositivos son los CCD y los CMOS.

En los CCD, la carga se convierte en una señal eléctrica mediante una vía de transferencia CCD. En cambio, los CMOS cuentan con un circuito de amplificación (amplificador) en cada fotodetector, lo que permite transferir la carga sin pasar por múltiples fotodetectores.

El CMOS ofrece ventajas como un consumo de energía más bajo y una mayor velocidad de procesamiento, ya que es impulsado por un solo dispositivo. Además, destaca por su menor costo de fabricación en comparación con los CCD, lo que ha generado un creciente interés en su utilización.

Más Información sobre los Sensores de Imagen

1. Tamaños de los Sensores de Imagen

Los sensores de imagen están disponibles en varios tamaños. La calidad de imagen suele mejorar a medida que aumenta el tamaño del sensor. La razón es que cuanto mayor es el tamaño del sensor, más luz puede captar.

El rango de luz que se puede capturar, es decir, el rango dinámico, aumenta, lo que significa que se pueden capturar imágenes con menos blancos y negros borrosos. Cuanto mayor sea el tamaño de un sensor de imagen con el mismo número de píxeles, mejor será la calidad de la imagen, ya que el área sensible a la luz por píxel (1 píxel) es mayor, lo que también tiene el efecto de reducir el ruido.

2. Papel de la Iluminación en los Sensores de Imagen

La iluminación es un dispositivo que interpola el sensor de imagen para la FA. La iluminación es necesaria para garantizar que el sensor de imagen pueda detectar de forma estable la pieza de trabajo sin verse afectado por la luz ambiental. Los tres métodos de iluminación más comunes son

Método Ortorreflectante
Este método ilumina la pieza de trabajo desde arriba en diagonal y captura la imagen reflejada en la superficie de la pieza de trabajo. Este método facilita la obtención de un contraste entre las partes planas e irregulares de una pieza de trabajo, como una placa metálica con superficies irregulares.

Método de Transmisión
Este método ilumina la pieza por la parte posterior y capta la imagen de la superficie. Los contornos de las piezas con formas complejas pueden captarse con mayor precisión.

Método de Iluminación Coaxial
Se trata de un método en el que el eje óptico de iluminación que irradia la pieza y el eje óptico de la cámara son coaxiales. Toda la pieza de trabajo puede iluminarse uniformemente y las sombras pueden reducirse al mínimo.

3. Precio del Sensor de Imagen

El precio de un sensor de imagen viene determinado por el “campo de visión” y la “precisión”.

Campo de Visión
Normalmente, cuanto mayor es el número de píxeles de un sensor de imagen, más detalles puede detectar. A mayor número de píxeles, mayor tamaño del sensor y mayor precio.

El tiempo de procesamiento también tiende a aumentar, ya que se tarda más en transferir los datos. Es importante seleccionar un sensor que se ajuste al tacto del sistema que se va a utilizar.

Precisión
Los sensores de imagen con más píxeles son más precisos. Dependiendo del objeto que se vaya a detectar, se requiere un sensor monocromo o un sensor en color, siendo las cámaras en color más caras.

¿Qué son los Portafusibles?

Un portafusibles es un dispositivo que se utiliza para sujetar un fusible en un circuito eléctrico.

Está compuesto por una abrazadera de sujeción y un terminal de conexión al circuito. Su diseño está pensado para facilitar el reemplazo de los fusibles.

Los fusibles se utilizan para proteger los equipos contra posibles daños debido a corrientes excesivas. La elección del fusible adecuado depende del material y la composición del mismo, y se selecciona en base a las características específicas de cada situación.

Usos de los Portafusibles

Los portafusibles tienen una amplia gama de aplicaciones para mejorar la protección de los circuitos eléctricos. Algunos ejemplos de estas aplicaciones son:

• Televisores y otros electrodomésticos.
• Iluminación residencial e industrial.
• Equipos de sonido y entretenimiento para automóviles, así como sistemas de peaje electrónico.

En muchos electrodomésticos, los portafusibles desempeñan un papel importante al proteger los circuitos eléctricos mediante la activación del fusible en caso de anomalía. Además, en la industria automotriz, los portafusibles son ampliamente utilizados para proteger los circuitos eléctricos del vehículo, especialmente en aplicaciones como luces LED y placas electrónicas de alta precisión.

Principio de los Portafusibles

El principio de los portafusibles se basa en el principio de los fusibles. Los fusibles se encuentran en un estado de baja resistencia para dar corriente a un circuito en condiciones normales. Sin embargo, si la corriente es anormalmente alta, la dilatación térmica del fusible puede hacer que se funda e interrumpa el circuito.

Los portafusibles son dispositivos utilizados para fijar los fusibles en el circuito. Están diseñados con una abrazadera para sujetar el fusible y un terminal para conectar el circuito eléctrico.

El fusible se inserta en el portafusibles y se conecta al circuito. Existen diferentes tamaños y rangos de portafusibles, y se seleccionan según el tamaño del fusible utilizado.

Tipos de Portafusibles

Existen distintos tipos de portafusibles para diferentes situaciones. Los siguientes son ejemplos de tipos de portafusibles.

1. Montaje en Panel

Los portafusibles de montaje en panel son portafusibles que se fijan al panel. Generalmente se fijan al panel taladrando agujeros, y se inserta el fusible. Existen varios tipos de portafusibles para montaje en panel en el mercado, incluidos los que tienen tornillos de montaje y los que se fijan al panel con clips.

2. En Línea

Se trata de portafusibles que se utilizan directamente en el circuito eléctrico. Existen varios tipos, como los que llevan el fusible enchufado y los que pueden conectarse y desconectarse como un interruptor. Los tipos en línea también ofrecen una variedad de métodos de conexión, como orificios pasantes y cables.

3. Agujero Pasante

Portafusibles con terminales de orificio pasante. Como el fusible se monta a través de un orificio pasante, el área de contacto entre el fusible y el portafusibles es grande. Esto tiene la ventaja de una baja resistencia de contacto y una alta fiabilidad.

4. Tipo Clip

Este tipo de portafusibles utiliza un clip para sujetar el fusible. En lugar de insertar el fusible, se abre el clip y se sujeta el fusible. La ventaja es que el fusible puede extraerse y sustituirse fácilmente.

5. Caja de Fusibles

Un portafusibles en forma de caja para guardar fusibles. La caja para guardar el fusible y los terminales para conectar el fusible al circuito eléctrico están integrados. Son resistentes al polvo y al agua, por lo que son aptos para su uso en exteriores.

¿Cómo Elegir un Portafusibles?

A la hora de elegir un portafusibles, tenga en cuenta el tamaño, el tipo, la intensidad nominal y el método de conexión.

1. Tamaño

En primer lugar, debe seleccionar un portafusibles que se ajuste al tamaño del fusible. La coincidencia de tamaño es esencial, ya que los fusibles se montan en los portafusibles.

2. Tipo

También es necesario seleccionar el producto adecuado entre una amplia variedad de tipos. Seleccione el portafusibles correcto para el tipo de fusible. Si el fusible y el soporte no coinciden, no podrán introducirse correctamente en el circuito eléctrico.

3. Corriente Nominal

A continuación, seleccione la corriente nominal, elija el fusible adecuado para la corriente e instálelo en el portafusibles.

4. Método de Conexión

En función del tipo de cableado que vaya a conectarse a la parte terminal del portafusibles, seleccione un portafusibles con el método de conexión adecuado.

¿Qué es una sonda de alta tensión?

Las sondas de alta tensión son sondas pasivas que pueden medir tensiones elevadas.

En las mediciones de alta tensión que superan varios cientos de voltios, las sondas de tensión estándar se averían y no pueden utilizarse. Las sondas de uso general tienen dificultades para manejar frecuencias y tensiones elevadas. Por el contrario, las sondas de alta tensión pueden medir tensiones de miles a decenas de miles de voltios y son sondas pasivas dedicadas a altas tensiones.

Las sondas de alta tensión se utilizan, por ejemplo, para medir formas de onda de tensión conectándolas a osciloscopios o instrumentos de medida específicos. Al medir grandes tensiones a altas frecuencias, la sonda se calienta rápidamente, por lo que hay que tener cuidado para evitar quemaduras y descargas eléctricas.

Usos de las sondas de alta tensión

Las sondas de alta tensión se utilizan para medir formas de onda de tensiones elevadas de varios cientos de voltios o más, y suelen emplearse para medir señales en controladores de motor, fuentes de alimentación conmutadas, inversores y convertidores que utilizan dispositivos de potencia como los IGBT (transistores bipolares de puerta aislada).

También se suelen utilizar cuando es posible que se produzcan cargas de alta tensión, como en circuitos de corriente continua, y una de sus aplicaciones es la medición de la tensión anódica de tubos de rayos catódicos. Otras aplicaciones son las inspecciones de seguridad de instalaciones fotovoltaicas, como megacentrales solares sin interrupción de la red, y las mediciones de sistemas eléctricos de alta tensión utilizados en vehículos híbridos y eléctricos.

A la hora de seleccionar una sonda, se tienen en cuenta la banda de frecuencia, la resistencia de entrada, la capacitancia de entrada, el rango de tensión de funcionamiento y el modelo de osciloscopio correspondiente.

Principio de las sondas de alta tensión

Las sondas de alta tensión miden altas tensiones dividiéndolas por la relación entre la resistencia interna del osciloscopio u otro instrumento de medida y la resistencia de aumento de la sonda. Cuando se miden altas tensiones, se utilizan sondas de alta tensión con una relación de atenuación de 100:1 ó 1.000:1.

La sonda se utiliza para conectar física y eléctricamente el punto de prueba, es decir, la fuente de señal, al osciloscopio. Debe comprobarse la tensión máxima admisible de la sonda de tensión, debido a su tendencia a disminuir con el aumento de la frecuencia.

Concretamente, la sonda se coloca entre el terminal de entrada y la entrada del osciloscopio y mide la forma de onda que pasa a través de ella. Cuando se miden señales de alta frecuencia, la capacitancia de entrada se convierte en una carga y afecta a la señal, pero si se conecta a través de una sonda con una alta relación de atenuación, se puede medir una forma de onda más precisa.

Estructura de las sondas de alta tensión

La construcción de las sondas de alta tensión varía en función del rango de tensión que se desee medir. Los productos de unos 25 KV CC comercializados por los fabricantes de osciloscopios pueden manipularse de la misma forma que las sondas generales.

Las sondas de alta tensión constan de un cuerpo de sonda, una caja de adaptación y un cable que los conecta. El interior de la sonda se rellena con aceite o gas aislante para aumentar la resistencia a la tensión. La resistencia de entrada del cuerpo de la sonda depende de la atenuación del atenuador, pero se utiliza un valor grande de 100-1.500 MΩ.

La caja de adaptación realiza la compensación de fase y el procedimiento de ajuste es más complejo que el de las sondas pasivas normales debido a la gran atenuación del atenuador y al uso de cables largos. En algunos casos, los fabricantes de sondas de alta tensión las suministran ajustadas y prohíben que el usuario las ajuste.

Otras informaciones sobre las sondas de alta tensión.

1. medidas de seguridad para sondas de alta tensión

Las sondas de alta tensión manejan tensiones elevadas, por lo que se adoptan diversas medidas de seguridad.

• Se dispone de cables largos (de 3 m a 10 m) para poder medir a distancia el sistema sometido a prueba debido a la alta tensión.
• En las sondas diseñadas para funcionamiento manual, se incluye un gran anillo de protección para evitar descargas en el cuerpo humano. El cuerpo de la sonda, que está diseñado para ser fijo, también está provisto de un terminal para la conexión a tierra de la propia sonda.
• Las precauciones de manipulación también son importantes. Por ejemplo, cuando se miden tensiones de alta frecuencia, debe conocerse perfectamente el diagrama característico del fabricante, ya que cuanto mayor es la frecuencia, menor es la tensión admisible de la sonda. Además, si se desconecta el terminal de tierra de la sonda, se aplican tensiones elevadas a los terminales de entrada y a la caja, lo que puede resultar peligroso.

2. Sondas aisladas

Las sondas aisladas son aquellas en las que sólo la sonda es flotante. Está aislada eléctricamente del cuerpo del osciloscopio.

Hay dos formas de aislar la sonda: o bien se utiliza un transformador para separar la punta de la sonda del osciloscopio, o bien la señal eléctrica recibida en la punta de la sonda se convierte en una señal óptica-eléctrica, se transmite a través de una fibra óptica y se devuelve a la señal original en el lado del receptor. En ambos casos, no hay continuidad eléctrica entre la sonda y el osciloscopio y están aislados entre sí, pero las señales detectadas por la sonda se transmiten al lado del osciloscopio.

Debido a esta configuración, el propio osciloscopio, cuando está correctamente conectado a tierra, no tiene ningún efecto sobre la señal del circuito bajo prueba, que se aplica entre la punta de la sonda aislada y el cable de tierra. Por lo tanto, incluso si el circuito bajo prueba tiene tensiones de modo común muy altas, la sonda de aislamiento se puede utilizar para medir sólo la tensión diferencial entre la punta y el cable de tierra.

¿Qué es una Bomba Hidráulica?

Las bombas hidráulicas generan energía mecánica accionando un motor eléctrico. Cuando se acciona la bomba hidráulica, el aceite circula y convierte la energía mecánica en energía fluida. La energía del fluido se denomina a veces energía hidráulica. Esta energía del fluido es una combinación de la presión y el caudal requeridos por el actuador hidráulico. La presión sólo empujará el fluido si no se genera ninguna de estas energías. Cuando el aceite entra en el actuador hidráulico, la energía del fluido se convierte en energía mecánica. La energía mecánica convertida se convierte en movimiento lineal o rotacional y acciona la bomba.

Los tipos de bombas hidráulicas incluyen bombas generales de desplazamiento positivo, bombas de desplazamiento constante y bombas de desplazamiento variable.

Usos de las Bombas Hidráulicas

Los productos estructurales que utilizan la hidráulica emplean una serie de mecanismos de funcionamiento denominados unidades hidráulicas, que varían ligeramente en cuanto al tipo de construcción, pero todos llevan una bomba hidráulica integrada. La potencia de una unidad hidráulica es una combinación de presión y caudal, por lo que duplicar la presión sin cambiar el caudal duplicará la potencia. Cambiar el caudal en un factor de dos sin cambiar la presión también duplicará aproximadamente la potencia.

Por lo general, la hidráulica se utiliza en maquinaria pesada, como excavadoras y grúas, especialmente las que se emplean en obras, ya que muchas situaciones requieren una gran potencia externa. También suele utilizarse en equipos pequeños pero que requieren un gran par motor. Por ejemplo, también se aplican mucho en la industria del transporte, como en aviones, barcos y automóviles.

También existen otras bombas que utilizan fuerzas naturales. Un ejemplo concreto es el uso de dispositivos como el bombeo de agua en granjas, donde este tipo de bombas se utilizan junto con sensores para detectar el nivel del agua, ya que necesitan funcionar continuamente. Otro ejemplo son las turbinas eólicas. Los aerogeneradores utilizan bombas hidráulicas para bombear agua del suelo con la fuerza del viento.

Cómo Elegir una Bomba Hidráulica

Existen dos tipos de energía basada en fluidos: la neumática y la hidráulica. Ambas se basan en el principio de Pascal para convertir una fuerza pequeña en una fuerza grande. Sin embargo, sus características difieren un poco.

Los sistemas neumáticos son económicos y de construcción sencilla. Dependen más del entorno, como la temperatura ambiente, y tienen un tiempo de respuesta menor. Sin embargo, pueden utilizarse en todas las condiciones meteorológicas si se selecciona el tipo adecuado de aceite hidráulico. Si se requiere una gran fuerza, que no puede conseguirse con sistemas neumáticos, es aconsejable seleccionar una unidad hidráulica y una bomba hidráulica adecuada para acompañarla.

Principios de las Bombas Hidráulicas

Todas las bombas pueden ser de desplazamiento positivo o no positivo. Como la mayoría de los sistemas hidráulicos utilizan bombas de desplazamiento positivo, aquí se explica su principio.

Una bomba de desplazamiento positivo se divide en dos partes: una sección llena de fluido hidráulico y una sección llamada cámara de desplazamiento positivo, que contiene sólo gas. En las bombas de desplazamiento positivo, el fluido es aspirado hacia la cámara de la bomba por una válvula de entrada y expulsado por una válvula de escape.

En primer lugar, cuando se aplica una fuerza motriz externa para provocar el movimiento del pistón, se crea una presión negativa en el lado de la cámara de volumen, lo que da lugar a una presión de aspiración. Esto se denomina proceso de expansión.

A continuación se produce el proceso de succión. Cuando esta presión supera un determinado valor, la diferencia de presión atmosférica entre la cámara de aceite hidráulico y el depósito de aceite conectado a ella provoca la aspiración del aceite hidráulico a través de la válvula de admisión. En ese momento, se cierra la válvula de escape.

La diferencia de presión se invierte cuando el lado de la cámara de volumen se presuriza positivamente. Este proceso se denomina proceso de compresión.

Por último, tiene lugar el proceso de descarga. El aceite sale por la válvula de escape por la fuerza del aceite hidráulico que es empujado hacia fuera. Cuando el aceite es empujado hacia fuera, la válvula de admisión se cierra.

Estos cuatro procesos se repiten indefinidamente como un ciclo, para que el aceite hidráulico pueda seguir bombeándose en una dirección constante.

Los lados de succión y descarga del depósito de aceite de trabajo están equipados cada uno con una válvula de retención en una dirección, de modo que si se genera presión en cualquiera de los lados, un lado se cierra por la presión, de modo que no hay reflujo.

Estructura de las Bombas Hidráulicas

Los sistemas hidráulicos, incluidas las bombas hidráulicas, se utilizan a menudo en la industria porque pueden proporcionar mucha potencia con poca energía. En primer lugar, el sistema es alimentado por el motor principal aumentando la presión del aceite hidráulico a través de la bomba hidráulica. A continuación, el aceite hidráulico se alimenta a los actuadores hidráulicos controlando la presión, por ejemplo, con válvulas hidráulicas. A continuación, se convierte en energía mecánica, como movimiento de rotación. La bomba hidráulica es la pieza más importante del equipo para garantizar la potencia mecánica necesaria aumentando la presión del aceite hidráulico.

Las bombas hidráulicas se dividen principalmente en “de engranajes”, “de paletas” y “de émbolo”.

Las bombas de engranajes aumentan la presión del aceite hidráulico mediante engranajes en la carcasa.

Las bombas de paletas tienen un rotor incorporado en la paleta dentro de la carcasa, que gira la paleta para elevar la presión del aceite hidráulico. Las paletas se denominan álabes.

Las bombas de émbolo tienen un pistón o émbolo alternativo que aplica presión al aceite hidráulico para aumentar la presión.

Ambas bombas impulsan el aceite hidráulico, pero cualquier fuga de aceite hidráulico contamina el medio ambiente y requiere mucho tiempo. Gracias a los avances tecnológicos, el nivel de estanqueidad es muy alto. Sin embargo, las fugas nunca serán nulas, por lo que las unidades de bombeo instaladas deben instalarse dentro de un dique de contención de aceite, por ejemplo.Las unidades de bombeo transportables también deben tener un sellado mejorado para evitar fugas, ya que todo el conjunto será trasladado. En caso de que se produzcan fugas de aceite hidráulico al exterior, se debe prever un depósito de aceite o similar para evitar el derrame de aceite.

Potencia de las Bombas Hidráulicas

Las bombas hidráulicas son de tipo “eléctrico” y “manual”. El tipo eléctrico se utiliza principalmente en la industria y en equipos de laboratorio, donde la bomba funciona con electricidad. Las manuales, en cambio, se accionan mediante la intervención humana. Los tipos manuales utilizan principalmente un pistón en el recorrido para generar potencia. La manivela se acciona mediante la fuerza humana, que envía fluido hidráulico al pistón. El pistón, bajo la presión del fluido hidráulico, proporciona potencia al exterior. La ventaja de utilizar un tipo manual es que el mecanismo es sencillo y, por tanto, fácil de mantener. Además, la lenta transmisión de la fuerza al transmitir la potencia permite realizar ajustes finos. Esto redunda en la evaluación de riesgos.

Un gato hidráulico de uso común es el que se utiliza para cambiar los neumáticos de los coches. Se trata de una bomba hidráulica de accionamiento manual que transmite la potencia enviando aceite hidráulico a la potencia para levantar el coche.

Los de tipo eléctrico se utilizan sobre todo en aplicaciones industriales, ya que estas bombas se emplean cuando hay que dar una mayor carga de trabajo. Las de tipo eléctrico son de construcción más compleja que las de tipo manual, por lo que se prepara una amplia gama de tipos en función del rendimiento requerido. Sin embargo, también se fabrican bombas con estructuras más sencillas, lo que las hace más baratas y fáciles de instalar. También pueden utilizarse en tierra y agua, donde se requieren grandes cantidades de potencia.

Así pues, los tipos eléctricos y manuales difieren no sólo en la fuente de energía, sino también en la escala de la aplicación para la que se utilizan.

¿Qué es una sonda Óptica?

Las sondas ópticas son sondas electrolíticas que superan las desventajas de las sondas electrolíticas convencionales y conservan la parte del sensor sin elementos metálicos.

Utilizan efectos de ingeniería eléctrica para realizar mediciones y evaluaciones precisas. Entre sus características destacan la naturaleza no invasiva de la fibra óptica, que no perturba el campo eléctrico, no capta ruidos, el cabezal del sensor es pequeño y no necesita fuente de alimentación, se puede medir una gran cantidad de información, como la frecuencia, la fase y la intensidad, y no se producen interferencias aunque haya metal alrededor.

Usos de las sondas Ópticas

Las sondas ópticas también se utilizan en controladores, osciloscopios y endoscopios. También pueden utilizarse para medir una amplia gama de información con fines de investigación y análisis utilizando medios ópticos.

Entre las aplicaciones de medición se incluyen las siguientes

1. medición de la tasa de absorción específica (SAR)

Se trata de una medida de la cantidad de energía absorbida por el cuerpo humano cuando se expone a radiaciones electromagnéticas de frecuencias superiores a 100 kHz. La medición se basa en normas y debe realizarse en lo que se denomina un maniquí, que tiene características eléctricas iguales a las del cuerpo humano.

Cuando se utilizan pequeños dispositivos inalámbricos, como los teléfonos inteligentes, muy cerca del cuerpo humano, se produce una absorción de energía en partes específicas del mismo.

2. medición del plasma

Este sistema también se utiliza para medir el plasma, que se genera aplicando un fuerte campo eléctrico a un gas que contiene partículas cargadas. Sondas Ópticas permiten medir los campos eléctricos generados localmente.

3. imágenes por resonancia magnética (IRM)

Las sondas Ópticas se utilizan para medir la exposición humana a campos electromagnéticos. Es necesario realizar mediciones en campos magnéticos muy intensos, que pueden medirse con precisión utilizando sondas ópticas.

Otros usos incluyen la medición de campos eléctricos pulsados y ultra-fuertes en el diseño EMC y para validar modelos de simulación.

Principios de las Sondas Ópticas.

1. El efecto Pockels

Las sondas de campo eléctrico utilizan cristales EO con el efecto Pockels en sus cabezas. El efecto Pockels es un fenómeno en el que el índice de refracción de un material cambia debido a un cambio en el índice de polarización dentro del material cuando se aplica un voltaje externo al material.

Cuando no se aplica ningún campo eléctrico, la luz que incide sobre un cristal EO se refleja manteniendo su estado de polarización. Sin embargo, cuando se aplica un campo eléctrico, el índice de refracción del cristal EO cambia y el estado de polarización de la luz incidente cambia y la luz vuelve.

Midiendo la intensidad de la luz en el estado de polarización con un analizador, se puede obtener una señal proporcional a la intensidad del campo eléctrico.

2. influencia sobre el campo eléctrico a medir

Las antenas dipolares se utilizan a veces en las sondas de campo eléctrico, pero no en las sondas ópticas. Las antenas dipolo tienen una estructura con dos conductores rectos en el extremo de un cable y están formadas por elementos metálicos. Esto provoca perturbaciones en las ondas de radio debido a la dispersión de la sonda de campo.

Sondas Ópticas utilizan cristales en la sección del sensor en lugar de antenas dipolo, etc., sin afectar el campo eléctrico a medir.

Composición de la Sonda Óptica

Además del cristal EO, los componentes que forman la punta incluyen la fibra óptica, la férula, la lente colimadora y la película dieléctrica reflectora.

1. Cristales EO

Los cristales EO constan de aproximadamente 1 mm cuadrado. Teniendo en cuenta que la longitud de antena de las sondas de campo que utilizan antenas dipolares es de varios centímetros a varias decenas de centímetros, su pequeña estructura permite medir áreas diminutas.

2. fibras ópticas

Se conecta una fibra óptica desde el cristal EO a través de una lente colimadora y un casquillo. La Sonda Óptica no se ve afectada por el ruido porque la señal se transmite por una fibra óptica.

Esto permite convertir las señales de tensión en señales ópticas para su transmisión a largas distancias, independientemente de la frecuencia.

3. revestimientos dieléctricos reflectantes

Las películas reflectantes dieléctricas se adhieren a la punta del cristal EO. Cuando se miden campos eléctricos, la luz polarizada linealmente generada por una fuente de luz incide en el cristal EO y se mide la luz reflejada por la película dieléctrica reflectante.

La luz reflejada por la Sonda Óptica es convertida en una señal eléctrica por un fotodiodo y amplificada por un amplificador diferencial. La señal eléctrica de salida es proporcional al cambio de polarización.

La intensidad y la fase del campo eléctrico se calculan utilizando un analizador de espectro o similar.