Los relés son dispositivos conceptualmente muy simples. Activa un relé y dos piezas de metal se unen para completar un circuito. Sin embargo, cuando las dos piezas de metal se unen, el entorno dista mucho de ser simple. Los detalles de esta interfaz metal a metal y el nivel de carga pueden determinar si el relé funcionará según lo previsto o no. Es intuitivo que la conmutación de corrientes superiores a las nominales dañe los contactos del relé. No es tan obvio que la conmutación de corriente muy baja pueda tener un efecto perjudicial. Este artículo discute los efectos de la conmutación de baja corriente y cómo esto afecta el rendimiento del relé.
La corriente de carga y el voltaje son parámetros importantes cuando se considera qué relé utilizar en una aplicación en particular. La mayoría de los proveedores de relés publican los niveles mínimos de corriente y voltaje requeridos para un rendimiento óptimo de conmutación. Sin embargo, esto todavía no es una garantía de éxito. La conmutación de corrientes y voltajes muy bajos todavía puede, con el tiempo, causar un aumento de la resistencia de contacto. Esto puede convertirse en un gran problema para un sistema de prueba que depende de relés para mantener sus valores de resistencia normalmente bajos.
Dentro de las carcasas selladas del relé existen gases que son emitidos por los plásticos, adhesivos, etc. que entran en la fabricación del relé. Este material es orgánico y se adsorbe en los contactos donde luego puede polimerizarse en estas condiciones de conmutación de baja tensión y corriente. Las cargas de contacto de bajo nivel no proporcionan suficiente energía para formar un arco suficiente para limpiar los contactos. En su lugar se produce la polimerización que deja una sustancia en polvo en los contactos haciendo que la resistencia aumente. El voltaje/corriente de conmutación y el material de contacto también contribuyen a la gravedad de este problema. Tensiones y corrientes más altas aseguran que los arcos de conmutación sean de suficiente energía para limpiar los depósitos de las superficies de contacto. Además, algunos materiales de contacto inhiben la formación de depósitos orgánicos y algunos materiales la promueven.
No siempre es evidente cuando se violan las especificaciones de voltaje o corriente mínima. Este es el caso de las mediciones de resistencia de 2 hilos. Los diferentes DMM utilizan diferentes valores de fuente de corriente para realizar esta medición. Las resistencias más altas son menos problemáticas aunque la corriente de medición será menor. Esto se debe a que el aumento de la resistencia de contacto sigue siendo mucho menor como porcentaje de la resistencia a medir.
1. Elige el relé o módulo adecuado
La mejor manera de evitar crear contactos de alta resistencia es leer cuidadosamente las especificaciones del módulo de relé. La mayoría de los relés (todos los relés de armadura) deben tener especificaciones mínimas de voltaje y corriente. Asegúrese de que su aplicación esté por encima de estos valores.
Utilice relés de láminas si es posible para aplicaciones de baja corriente y voltaje. Debido a la atmósfera inerte que rodea los contactos, por lo general no tienen este tipo de comportamiento de resistencia de contacto aumentada.
2. Utilice un tipo diferente de dispositivo de medición
Para aumentar la corriente utilizada al realizar mediciones de resistencia de 2 hilos se puede utilizar una fuente de alimentación de precisión como la PXI-4110. Es posible generar una corriente más alta (por ejemplo, 10 mA) y luego leer la tensión de salida de la fuente de alimentación. Combinando estos dos valores se obtendrá la resistencia. Este método ayudará a garantizar que se cumpla o supere el voltaje o corriente mínimos. En caso de alta resistencia de contacto, la corriente puede aumentarse hasta que los contactos del relé estén limpios de nuevo. Esta corriente no debe exceder los 100mA.
3. Utilice la medición de resistencia de 4 hilos
Realizar mediciones de resistencia de 4 hilos elimina los efectos de la resistencia de contacto. Este es el método preferido para hacer mediciones de baja resistencia.
Si cambiar corrientes muy bajas con relés de armadura es inevitable, todavía hay cosas que se pueden hacer.
1. Aumentar la corriente de conmutación
Como se indicó anteriormente, el aumento de la corriente de conmutación puede limpiar el material adsorbido / polimerizado de los contactos. La cantidad de corriente variará dependiendo del tamaño del relé. Para relés de señal pequeños esto podría ser tan poco como 10mA. No hay una respuesta correcta para este valor. Se debe usar el valor más bajo que pueda limpiar los contactos. Una corriente demasiado alta puede causar otros problemas que también degradan la resistencia de contacto.
2. "Buzz" the Relay
Otra técnica para limpiar los contactos es “zumbarlos”. Este método acciona el relé de problemas lo más rápido posible durante aproximadamente un segundo. El acto de ciclar rápidamente el relé golpea los depósitos de los contactos del relé. Este método tiene la ventaja de que no se necesitan accesorios u otros dispositivos de medición.
Ninguno de estos dos métodos es una solución permanente y puede necesitar realizarse periódicamente. Cada aplicación es diferente y no es posible decir de antemano cuántos ciclos de conmutación se pueden realizar antes de que se requiera mantenimiento. Una vez determinado esto, la función de contador de operaciones de relé que se encuentra en la mayoría de los productos de conmutación de NI se puede utilizar para predecir futuros ciclos de limpieza.
El aumento de la resistencia de contacto de los relés de armadura es un fenómeno bien conocido. La elección del relé adecuado para la aplicación puede eliminar o minimizar estos efectos. Incluso si el problema no se puede evitar totalmente, hay maneras de solucionarlo.