¿Qué es un Sensor de Corriente?
Un sensor de corriente es un dispositivo que mide la corriente que circula por un circuito.
Los sensores de corriente se incorporan a los circuitos de corriente, lo que puede ser peligroso y requiere desconectar el circuito, pero también hay tipos que pueden medir la corriente simplemente sujetando algunas secciones de cable del circuito desde el exterior.
Usos de los Sensores de corriente
Los sensores de corriente se utilizan en situaciones en las que se desea conocer el valor de la corriente que circula por un circuito determinado. Los sensores de corriente que se integran directamente en un circuito se utilizan a menudo cuando se desea medir y registrar el valor de la corriente que fluye en un circuito de forma regular. En este caso, la información se utiliza para el automantenimiento del equipo en funcionamiento.
Por otro lado, los sensores de corriente que sujetan el circuito desde el exterior son útiles en situaciones no rutinarias, como la comprobación previa y posterior de la energización durante trabajos eléctricos o la comprobación de la parte energizada para investigar la causa cuando falla un circuito eléctrico.
Principios de los Sensores de Corriente
Los sensores de corriente que se conectan directamente a un circuito actúan como una resistencia y miden el valor real de la corriente que fluye por el circuito a partir de la tensión que se le aplica. Los sensores de corriente tipo pinza no están conectados directamente al circuito y, por tanto, no pueden medir la corriente real que fluye por el circuito. Por lo tanto, el campo magnético generado a partir de la corriente que fluye por los cables del circuito se mide y se emite como un valor equivalente de corriente.
Concretamente, hay un núcleo magnético en la zona de sujeción, donde se detecta el campo magnético y se convierte en un valor de corriente, pero como la polaridad del campo magnético difiere entre CA y CC, el principio de observación también difiere. Entre los muchos métodos de medición diferentes, el método del elemento Hall es el que puede detectar tanto CC como CA.
En este método, se incorpora un elemento Hall en el núcleo magnético para medir el campo magnético generado en el circuito sometido a prueba como una tensión, que se convierte en un valor de corriente a través de un amplificador incorporado.
Cómo seleccionar los Sensores de Corriente
Existen sensores de corriente para circuitos de corriente continua y alterna. Es importante seleccionar el sensor de corriente adecuado en función del componente de corriente del circuito que se desea medir y de la precisión que se desea medir.
Generalmente, si no se requiere un gran grado de precisión, debe seleccionarse un tipo de elemento Hall que pueda manejar tanto circuitos de CC como de CA.
Para CA, puede seleccionarse un sensor de corriente tipo Rogowski sin núcleo, que permite la medición mientras se dobla la pieza de apriete.
Otra Información sobre los Sensores Actuales
1. Métodos de Detección de los Sensores de Corriente
Los sensores de corriente tienen diferentes aplicaciones en función de las características del método de detección. Los métodos de detección de corriente pueden clasificarse a grandes rasgos en dos tipos: tipo de detección de resistencia y tipo de detección de campo magnético.
Tipo de Detección por Resistencia
El tipo de detección por resistencia detecta la corriente insertando una resistencia denominada resistencia de derivación en el punto por el que circula la corriente que se desea medir. Según la ley de Ohm, se produce una caída de tensión cuando circula corriente por la resistencia.
Midiendo este valor de tensión y dividiéndolo por el valor de la resistencia, se puede medir la corriente. Dependiendo del diseño del circuito, es práctica común seleccionar un valor de resistencia pequeño para la resistencia de derivación, de forma que no afecte al funcionamiento del circuito.
Sin embargo, cuando se miden corrientes grandes, la generación de calor y la tensión soportada del valor de la resistencia pueden ser un problema. Si la caída de tensión es pequeña, la tensión a detectar debe amplificarse utilizando un amplificador de detección de corriente.
Tipo de Detección de Campo Magnético
El tipo de detección de campo magnético mide el campo magnético creado por la corriente que fluye. Según la ley de Ampere, cuando fluye una corriente, se genera un campo magnético en la dirección en la que gira el hilo de la derecha cuando la dirección de la corriente es la dirección en la que se mueve el hilo de la derecha.
Este campo magnético se detecta mediante un elemento Hall. Los elementos Hall son elementos que utilizan el efecto Hall, un fenómeno en el que aparece una fuerza electromotriz en dirección ortogonal tanto a la corriente como al campo magnético, y se utilizan para detectar campos magnéticos.
2. Circuito Sensor de Corriente
Los tipos de detección de resistencia que utilizan resistencias en derivación se utilizan para la detección de sobrecorriente en fuentes de alimentación como convertidores DCDC, controladores de LED que funcionan con corriente, control de corriente en circuitos de accionamiento de motores y protección de circuitos. El tipo de detección de campo magnético mediante elementos Hall no requiere que se coloque un elemento en el patrón del circuito donde se va a medir la corriente, por lo que también se utiliza en pinzas amperimétricas que sujetan el cableado y miden la corriente, y en la detección de la posición del motor.
La detección de corriente mediante tipos de detección de resistencia con resistencias en derivación y tipos de detección de campo magnético con elementos Hall suelen tener una salida pequeña, por lo que cuando se construye un circuito con componentes discretos, es habitual combinar un amplificador de detección de corriente y un amplificador operacional en el circuito. Los fabricantes también ofrecen circuitos integrados específicos con amplificadores integrados en lugar de componentes discretos, que pueden seleccionarse en función de la aplicación y las características.