¿Qué es una Sonda de Corriente?
Una sondas de corriente es una sonda para medir la corriente directamente en un osciloscopio.
La forma de onda de la corriente se observa sujetando el cable con el cabezal por donde circula la corriente que se desea medir. Una pinza amperimétrica es un instrumento diseñado para medir la corriente que circula por un cable sin cortarlo.
La principal ventaja es que la corriente puede medirse mientras el alumbrado o el equipo funcionan normalmente, ya que no es necesario cortar el cable cada vez que se realiza una medición. Al igual que las pinzas amperimétricas, las Sondas de Corriente también pueden observar las formas de onda de la corriente sin desconectar los cables.
Usos de las Sondas de Corriente
Las Sondas de Corriente se utilizan para observar formas de onda de corriente con osciloscopios. Las aplicaciones incluyen la medición de corriente en equipos industriales y electrónicos. Las aplicaciones específicas varían desde la medición de corrientes en equipos inversores, corrientes de carga en motores y fuentes de alimentación conmutadas hasta la evaluación de los circuitos de accionamiento de la iluminación LED.
Dependiendo de la magnitud de la corriente y de la aplicación, se dispone de varios modelos, como para corrientes grandes, corrientes pequeñas y corrientes de alta velocidad. También hay Sondas de Corriente tanto para corrientes continuas como alternas, y Sondas de Corriente sólo alternas que sólo pueden medir corrientes alternas.
Principio de las Sondas de Corriente
Las Sondas de Corriente utilizan el flujo magnético generado cuando la corriente fluye a través de un cable de alimentación, por lo que, a diferencia de la inserción de un amperímetro, pueden realizar mediciones sin desconectar el circuito bajo prueba. La cabeza de la Sondas de Corriente (la parte que sujeta el cable) está fabricada con un material magnético de alta permeabilidad (material a base de hierro como Permalloy), similar al núcleo de un transformador, para atrapar el flujo magnético generado por el cable.
Sin embargo, el método de detección del flujo magnético difiere entre las Sondas de Corriente sólo CA y las Sondas de Corriente CA/CC de doble uso.
1. Sondas de Corriente sólo CA
Un transformador es capaz de convertir la corriente alterna aplicada al primario en una tensión o corriente en el secundario, dependiendo de la relación de transformación. En una Sondas de Corriente, se coloca un cable portador de corriente alterna en el espacio encerrado por el núcleo, que actúa de la misma manera que el arrollamiento primario del transformador.
El núcleo también está bobinado con una bobina correspondiente al bobinado secundario, y el valor de la corriente que circula por el cable puede determinarse a partir de las tensiones que aparecen en sus dos extremos en respuesta a los cambios de flujo magnético en el núcleo. Este método se utiliza principalmente en Sondas de Corriente dedicadas a la corriente alterna.
Sin embargo, con corriente continua, no aparece tensión en el devanado secundario porque no hay cambios en el flujo magnético. Por lo tanto, no se puede utilizar el método anterior que utiliza el principio del transformador.
2. Sondas de Corriente Alterna-Directa
Los tipos de doble uso alterna-directa, que también pueden medir corrientes continuas, utilizan un cabezal con un elemento Hall incrustado dentro del núcleo. El elemento Hall emite una tensión correspondiente a la densidad de flujo magnético debida al efecto Hall tanto para corrientes continuas como alternas, de forma que cuando esta tensión se introduce en los terminales del osciloscopio, el valor de la corriente (forma de onda) se dibuja en la pantalla.
Más información sobre la Sondas de Corriente
1. ajuste de la Sondas de Corriente
Cuando se utiliza la Sondas de Corriente, hay dos cosas que deben ajustarse antes de utilizarla
Anulación del offset.
Aunque las Sondas de Corriente AC-DC son fáciles de usar ya que pueden medir desde DC hasta 120 MHz AC, un offset DC es inevitable ya que se utiliza un elemento Hall para la detección de corriente y su salida es amplificada por un amplificador DC y conectada al terminal de entrada del osciloscopio. Por lo tanto, es necesario anularlo para obtener mediciones precisas.
El procedimiento es el siguiente
- Desmagnetice el núcleo en el extremo de la sonda para eliminar cualquier magnetismo residual.
Utilice la función de ajuste de la tensión de offset para ajustar la pantalla del osciloscopio de forma que indique 0 A. - Después de este ajuste, la Sondas de Corriente se conecta al circuito bajo prueba.
- Sin embargo, el procedimiento anterior debe repetirse de vez en cuando, ya que el desplazamiento de CC fluctuará gradualmente y la posición 0A cambiará durante un largo periodo de tiempo a medida que continúe la medición.
Ajuste de la inclinación
Cuando las formas de onda de corriente y tensión se observan simultáneamente utilizando sondas de corriente y tensión, como en la medida de potencia en un circuito de potencia, es necesario ajustar la fase de las formas de onda de la señal, lo que se denomina ajuste de desviación, porque el tiempo de retardo de las señales que llegan al cuerpo del osciloscopio difiere para cada sonda. Para ajustar la fase entre las sondas existen dispositivos de ajuste, como los dispositivos de deskew para medidas de potencia.
2. qué se debe medir con las Sondas de Corriente alterna
Como se ha mencionado anteriormente, las Sondas de Corriente Alterna utilizan el principio del transformador para detectar la corriente que circula por el circuito bajo prueba, pero se observa que la forma de onda es pequeña en corrientes de baja frecuencia. En particular, la forma de onda de las señales de impulsos de baja velocidad está distorsionada debido a la flecha.
Por lo tanto, es importante seleccionar una Sondas de Corriente AC/DC de doble uso cuando se miden señales de baja frecuencia que contienen DC.
3. Respuesta en frecuencia de las Sondas de Corriente
La magnitud de corriente que puede manejar una Sondas de Corriente depende de su frecuencia, disminuyendo la corriente medible a medida que aumenta la frecuencia. Esto se debe a que cuanto mayor es la frecuencia, más calor se genera en el núcleo y en el transformador.
El modelo de sonda a utilizar debe seleccionarse en función de la frecuencia de la corriente a medir.
4. Efecto de la impedancia de inserción
La conexión de una Sonda de Corriente al circuito bajo prueba implica la inserción de una pequeña impedancia en el circuito bajo prueba. El efecto de esta impedancia sobre el circuito es tan pequeño que normalmente puede ignorarse.
Sin embargo, si la línea por la que circula la corriente se enrolla varias veces alrededor del núcleo para medir pequeñas corrientes, la impedancia mencionada se convierte en el doble de grande que el número de veces que se enrolla y, por lo tanto, es más probable que afecte al circuito bajo prueba.