¿Conoces la importancia de los cables en tus pruebas y equipos de medición?

 

Muchos usuarios son conscientes de que los transductores, los amplificadores y el software de medición deben cumplir requisitos de calidad muy estrictos. ¿Pero qué pasa con los cables que conectan el transductor y el amplificador? También son elementos esenciales ¿Sabes cómo elegir el adecuado?

Muchos usuarios son conscientes de que los transductores, los amplificadores y el software de medición deben cumplir requisitos de calidad muy estrictos. Sin embargo, la mayoría de las veces nos olvidamos de la importancia de los cables que conectan al transductor y el amplificador. Debemos recordar que, una cadena de medición será tan sólida como lo sea su eslabón más débil. Por ello, te recomendamos siempre utilizar componentes de alta calidad. La señal que transmiten los cables debe ser de buena calidad.

La medición de magnitudes físicas es un aspecto crítico para muchísimas aplicaciones. Medir de forma fiable y exacta la magnitud pertinente es importante, ya sea durante el desarrollo de productos (cuando se utilizan equipos de pruebas y medición en los bancos de ensayos), como en las líneas de producción, en donde los equipos de pruebas y medición son elementos clave para garantizar la calidad.

Entendemos, que es importante utilizar un transductor correcto, adecuado para la magnitud medida, capaz de convertir una cantidad física en una señal de medida. Pero, después, esa señal debe transmitirse mediante un cable apropiado hasta un amplificador, que pone la señal medida a disposición de un software de análisis. He ahí, la importancia de que nuestros cables sean de alta calidad.

¿Sabes qué retos enfrentan los cables de medición?

Los proyectos de cableado de aplicaciones industriales, para instalaciones de ensayos o para entornos automatizados plantean retos importantes. En producción, la disponibilidad de los sistemas es un factor particularmente crítico. Por ello, las exigencias son sensiblemente mayores que, por ejemplo, en los entornos de oficina. Los cables y los conectores de estas aplicaciones no solo tienen que ser especialmente robustos, sino que, además, deben tener excelentes propiedades de transmisión. Y, por supuesto, deben cumplir requisitos mecánicos, de pruebas y de medición y los cables de medición también deben obedecer las normas aplicables.

Los principales retos son las señales débiles y las interferencias electromagnéticas presentes en el entorno. Además de la norma ROHS sobre restricciones de utilización de sustancias peligrosas (2011/65/UE) y la norma RAEE (2012/19/UE), existen otras directivas para ámbitos específicos de aplicación.

La norma ATEX (94/9/CE), por ejemplo, es importante en las aplicaciones en atmósferas potencialmente explosivas.

Los aspectos mecánicos son primordiales para la calidad de los cables y conectores. Un diseño mecánico robusto es un requisito previo imprescindible para conseguir buenas propiedades de transmisión.

¿Cómo elegir los cables de conexión adecuados?

A la hora de tomar una decisión sobre los cables más adecuados para tu aplicación, algunos factores fundamentales que debes considerar son:

  • Alta fuerza de contacto
  • Excelente conductividad
  • Material adecuado dependiendo tu aplicación
  • Número de ciclos de conexión y desconexión
  • Resistencia de aislamiento
  • Fuerza dieléctrica
  • Potencial de carga estática

También, puede ser que los cables deban cumplir requisitos adicionales, en función de las condiciones ambientales de la aplicación. Por ejemplo, resistencia al aceite y al agua o al ambiente, si los cables se utilizan en exteriores.

Las aplicaciones en las que el transductor se instala en una pieza móvil, también requieren que el cable sea adecuado para cadenas porta-cables; es decir, que las propiedades del cable no se vean afectadas negativamente por los movimientos frecuentes y por curvaturas de radio predefinido.

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Además de sus características mecánicas, las propiedades eléctricas del cable de medición son, obviamente, cruciales. Es esencial, que el cable transmita hasta el amplificador la señal real generada por el transductor. Para ello, es indispensable que la transmisión no se vea afectada por interferencias, puesto que las señales suelen ser muy débiles, incluso del orden de µV.

Las interferencias electromagnéticas generadas por componentes electrónicos de potencia, como accionamientos eléctricos, convertidores de frecuencia o fuentes de alimentación, pueden ser considerables, y más en los entornos industriales. El hecho de que todos los dispositivos cumplan la directiva sobre compatibilidad electromagnética (2004/108/CE) no elimina el problema, porque cuando se trabaja con señales muy débiles, incluso las interferencias pequeñas pueden producir efectos significativos. Para transmitir señales sin interferencias en entornos de este tipo, el cable de medición debe tener un apantallamiento adecuado.

En general, los cables se apantallan para garantizar una correcta insensibilidad ante las interferencias. En la mayoría de los casos, para apantallar los cables se utilizan materiales no magnéticos como cobre o aluminio.

Un cable apantallado se compone normalmente de dos juegos de cables trenzados, dispuestos en sentidos opuestos.

Este diseño, tiene la ventaja de que protege de los campos electromagnéticos y, a la vez, mantiene una alta flexibilidad del cable. La densidad y fuerza del cable trenzado determina la calidad del apantallamiento.

Es esencial que, el apantallamiento cubra la mayor superficie posible del conductor (o del par de conductores). De este modo, se maximiza la protección y se minimiza la penetración de interferencias. Para garantizar un buen apantallamiento debe cubrirse el 95 % de la superficie del cable.

Por debajo del 90 % no se consigue una protección fiable contra las interferencias; este tipo de cables no se pueden utilizar con señales muy pequeñas.

  El cable apantallado se compone de dos juegos de cables trenzados.

Cables de medición de excelente calidad

HBM, cuenta con 60 años de experiencia en pruebas y medición.   A diferencia del cableado de redes en entornos de oficina, no existen normas relevantes para los cables de medición que definan sus principales características de forma uniforme; por ejemplo, el diseño del apantallamiento.

HBM, como experto en pruebas y medición, ofrece cables de medición adaptados a los requisitos específicos de la tecnología de pruebas y medición para un amplio espectro de aplicaciones.

Por ejemplo, la serie de cables de 6 hilos 7.5/00-2/2/2 ha sido desarrollada específicamente para aplicaciones que utilizan frecuencias portadoras.

Los cables de esta serie presentan una capacitancia muy baja entre los hilos y el apantallamiento, así como entre los propios cables. Además, tanto el recubrimiento exterior como los revestimientos intermedios son de poliuretano, lo que garantiza una alta flexibilidad de todo el cable.

Durante la fase de desarrollo se llevaron a cabo pruebas en cadenas portacables, en las que el cable demostró su capacidad, incluso sometido a flexiones repetidas con un radio de 7,5 mm. Los hilos se trenzan y apantallan de dos en dos. Un apantallamiento adicional cubre todos los hilos y garantiza una resistencia extremadamente alta a las interferencias. Gracias a su exterior robusto, es resistente a la abrasión y a la intemperie, por lo que el cable también se puede utilizar en exteriores.

Referencia:HBM, (14 de marzo 2014), “Cables and their impact on test and measurement equipment, ” [documento en línea http://www.hbm.com/en/menu/tips-tricks/load-measurement/cables-and-their-impact-on-test-and-measurement-equipment/ acceso: abril de 2014].

 

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