Acondicionamiento de Señales de Alto Voltaje

Fecha de Publicación: Apr 10, 2007 | 2 Ratings | 3.00 out of 5 |  PDF

Visión General

Cuando se miden señales de alto voltaje, determinar si su sistema de adquisición de datos (DAQ) es seguro debe ser su primera consideración. Tomar medidas de alto voltaje puede provocar daños en su equipo, a la unidad bajo prueba e incluso a usted y sus colegas. Para asegurar la seguridad de su sistema, debe emplear dispositivos de medición aislados para que sirvan como una barrera de aislamiento entre usted y los voltajes dañinos.

Contenido

  1. Mejore Seguridad con Dispositivos de Medición Aislados
  2. Incorporando Aislamiento en sus Sistemas DAQ
  3. Proteja Sus Sistemas con Hardware de Aislamiento de Alto Voltaje de NI

1. Mejore Seguridad con Dispositivos de Medición Aislados

Mientras el aislamiento entrega seguridad mediante una separación física y eléctrica a dos partes de un circuito, esta no les impide interactuar. Los dispositivos de medición normalmente logran aislamiento por uno de los siguientes métodos:

  • Acoplamiento magnético - Bobinas conductivas dentro de un transformador crean y detectan un campo magnético proporcional a la señal medida. Este método da excelente protección contra voltajes dañinos, y particularmente transitorios.
  • Acoplamiento capacitivo - Este método emplea un capacitor con un nivel de carga proporcional a la señal medida. El acoplamiento capacitivo requiere el menor espacio para ser implementado, pero no es tan eficiente como otros métodos de acoplamiento contra voltajes transitorios.
  • Acoplamiento óptico - Este acoplamiento emplea un elemento fotoconductivo con un nivel de luz proporcional a la señal medida. Debido a que este es costoso para señales análogas, el acoplamiento óptico es primordialmente empleado para sistemas digitales.
  • Además de seguridad, la mejoras en aislamiento incrementan dramáticamente el valor total de su sistema DAQ mediante:
  • Mejora de Seguridad - Mediante la creación de una barrera de aislamiento, este permite una referencia a tierra de la entrada y salida de un dispositivo de medición para variaciones en niveles de voltaje. Mientras la entrada del dispositivo puede recibir un pico de voltaje transitorio, su salida permanece dentro de niveles de voltaje seguros.
  • Mejora de Exactitud - El aislamiento previene físicamente ciclos de tierra y mejora la exactitud de sus mediciones. Los ciclos de tierra, una fuente común de ruido de medición y de inexactitud, son el resultado de un sistema DAQ y sus señales de entrada que poseen tierras separadas a potenciales diferentes. Esto introduce una corriente extraña, la cual puede crear una variedad de errores.
  • Desempeño Mejorado - Los voltajes de modo común, otras fuentes de error en medición, están presentes tanto en las entradas positivas como negativas de su sistema de medición, pero no son parte de la señal que usted intenta medir. El aislamiento aumenta la habilidad de su sistema para rechazar estos voltajes, mejorando la proporción de rechazo en modo común y en sí todo el desempeño.

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2. Incorporando Aislamiento en sus Sistemas DAQ

Existen dos tipos principales de aislamiento a considerar cuando selecciona el hardware adecuado de aislamiento para su aplicación. Los dispositivos de medición aislados generalmente emplean tanto aislamiento canal a canal como aislamiento de banco. Los dispositivos de aislamiento canal a canal normalmente cuestan más y suministran mejor proporción de rechazo de modo común y mayor velocidad de adquisición. Estos dispositivos poseen un amplificador de aislamiento por cada canal, así usted puede acceder todos los canales en paralelo. Por otro lado, los dispositivos de aislamiento de banco se basan en multiplexadores que conmutan múltiples canales a cada amplificador. Estos disminuyen el costo de aislamiento, pero también reducen la velocidad de muestreo y flexibilidad de su sistema. También debe considerar las especificaciones de aislamiento. Desafortunadamente, los manufacturadores no siempre emplean las mismas especificaciones cuando describen dispositivos de medición con aislamiento. Considere estas tres especificaciones claves cuando evalúe dispositivos DAQ aislados:

  • Máximo voltaje nominal de trabajo - Este es el máximo voltaje de entrada que la barrera de aislamiento puede soportar sin degradar el desempeño del sistema.
  • Categoría de instalación - Esta define el máximo voltaje transitorio, relativo al voltaje nominal de trabajo, contra el cual la barrera de aislamiento puede proteger. Existen cuatro categorías de instalación representadas por los números Romanos I al IV.
  • Aislamiento - Los dispositivos DAQ aislados normalmente poseen aislamiento básico, doble aislamiento o aislamiento reforzado. Los dos últimos entregan aislamiento superior y aseguran protección al usuario y al equipo.

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3. Proteja Sus Sistemas con Hardware de Aislamiento de Alto Voltaje de NI

National Instruments entrega varios productos de aislamiento que aseguran protección tanto al usuario como al equipo para mediciones de alto voltaje. SCXI es el acondicionador de señal y plataforma de conmutación de alto desempeño de NI para los dispositivos DAQ de Series E y SCC es la familia NI de dispositivos portátiles y modulares de acondicionamiento de señal para las Series E y los dispositivos básicos de multifunción DAQ. Tanto los productos SCXI como SCC dan aislamiento mejorado a cualquier sistema DAQ en un paquete flexible y modular.


Por ejemplo, los módulos de amplificación aislados NI SCXI-1125, SCXI-1120, SCXI-1121 y SCXI-1122 son dispositivos de Categoría II a 1,000 VAC/DC (cuando se usan con el bloque terminal NI SCXI-1316) con doble aislamiento. Además, los módulos NI SCC-AIxx suministran protección de Categoría II a 300 V AC/DC con doble aislamiento para aplicaciones de baja cuenta de canal.

Para más información

  • Llame a nuestros experto para una recomendación de productos en base a su aplicación específica.

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