Regreso al futuro: La historia continúa...
Sin embargo, mi idea tenía un inconveniente: me había criado con la versión doblada al alemán de la película. En el original inglés, el componente mágico que permite viajar en el tiempo se llama «flux capacitor», lo que, literalmente, significa más bien «condensador de flujo». Fuera del ámbito germanoparlante, la relación entre una de las películas de mi juventud y los sensores de corriente de HIOKI no resulta, por tanto, evidente a primera vista.
A pesar de este pequeño problema de traducción, me he quedado con la idea, y por eso el DeLorean también aparece como imagen de portada de la primera parte de este artículo del blog. En ella se explica técnicamente por qué un sensor de corriente de flujo cero se llama así.
HIOKI cuenta en su catálogo con tres tipos diferentes de sensores de corriente de flujo cero. A modo de ejemplo, en la primera parte he elegido precisamente la variante que tiene menor relevancia en la práctica: un sensor en el que las bajas frecuencias se detectan mediante una bobina adicional, la denominada «bobina de medición». Sin embargo, los sensores con esta tecnología solo pueden medir corriente alterna.
Mucho más relevantes —tanto desde el punto de vista técnico como en la práctica— son las dos tecnologías de flujo cero que permiten medir tanto la corriente continua como la alterna. En este caso, las bajas frecuencias y la corriente continua se detectan mediante un «fluxgate» o un elemento Hall.
Sensores de corriente de flujo cero con elemento Hall
Imagen 1: La pinza amperimétrica de flujo cero CT6711 de HIOKI utiliza un elemento Hall
Los sensores de corriente de flujo cero con elemento Hall suelen tener un amplio ancho de banda y están equipados con una salida BNC, lo que los hace ideales para visualizar las curvas de corriente en un osciloscopio. En el caso de la pinza amperimétrica CT6711 de HIOKI, el modelo insignia de esta familia de productos, el ancho de banda es, por ejemplo, de 120 MHz. Cubre tres rangos de medición seleccionables, con corrientes de entrada máximas de CA/CC de 500 mA, 5 A y 30 A.
Por cierto, en este artículo descubrirá por qué el ancho de banda de un sensor de corriente es importante incluso cuando se desea medir corriente continua .
Imagen 2: Principio de funcionamiento de un sensor de corriente de flujo cero con elemento Hall
Al igual que en todos los sensores de corriente de flujo cero de HIOKI, la variante con elemento Hall también utiliza dos métodos de medición: El elemento Hall detecta la corriente continua y las bajas frecuencias, mientras que una bobina de retroalimentación clásica —como en un transformador de corriente— se encarga de los componentes de frecuencia más alta.
Dado que los elementos Hall solo generan una tensión muy baja, se necesita un amplificador para que su señal sea utilizable. Esta señal amplificada sirve entonces —independientemente de la bobina de retroalimentación— para la regulación activa de la corriente de compensación, que mantiene a cero el flujo magnético en el núcleo.
Imagen 3: Dos métodos de medición para obtener una respuesta en frecuencia amplia y plana
Sensores de corriente de flujo cero con fluxgate
Imagen 4: El sensor de corriente de flujo cero CT6904 de HIOKI con tecnología Fluxgate
Cuando se requiere la máxima precisión de medición, los sensores de corriente de flujo cero con Fluxgate son la mejor opción para la medición de bajas frecuencias. Las pinzas amperimétricas alcanzan una precisión de lectura del 0,2 %, mientras que los transformadores de inserción —como el CT6904 que se muestra arriba— ofrecen precisiones de tan solo el 0,025 %. La razón de esta diferencia radica en la estructura del núcleo magnético: en la pinza amperimétrica, este está dividido, lo que afecta negativamente a la precisión.
Imagen 5: Pinza amperimétrica de flujo cero HIOKI CT6844A con tecnología Fluxgate
El análisis de potencia es una de las principales aplicaciones en las que se requieren niveles de precisión tan elevados. Los sensores de corriente de flujo cero con tecnología Fluxgate de HIOKI son ideales para ello, ya que destacan por su altísima precisión de amplitud y fase en un amplio rango de frecuencias. Además, estos sensores ofrecen una excelente estabilidad térmica, un factor importante, ya que los análisis de potencia suelen realizarse durante períodos prolongados. Por cierto, en este artículo encontrará más información sobre la deriva térmica en los sensores de corriente.
Imagen 6: Principio de funcionamiento de un sensor de corriente de flujo cero con fluxgate
Aquí también se pueden observar los dos sistemas de medición diferentes: un fluxgate para corriente continua y corrientes alternas de baja frecuencia, así como un principio clásico de transformador de corriente para corrientes alternas de alta frecuencia. Al igual que en los sensores de corriente con elemento Hall, ambas señales se combinan, de modo que se consigue una respuesta en frecuencia plana en un amplio rango de frecuencias.
Imagen 7: Sensor de flujo cero con Fluxgate: también dos métodos de medición
Conclusión: los sensores de corriente de flujo cero con elemento Hall son especialmente adecuados para visualizar las curvas de corriente en el osciloscopio, ya que están diseñados para anchos de banda muy elevados. Aunque los sensores con tecnología Fluxgate no alcanzan el mismo ancho de banda, ofrecen a cambio una precisión extraordinariamente alta, tanto en amplitud como en fase. Además, destacan por su excelente estabilidad térmica.
