Lo esencial
Un anillo colector transmite señales entre una parte giratoria y el mundo fijo mediante un contacto entre pista y escobillas. Su rotor gira con la pieza y porta los cables del sensor; su estator entrega las señales al sistema de adquisición de datos. Un anillo colector de extremo de árbol se monta en el extremo libre de un árbol; un modelo tubular se acopla sobre un árbol que no lo tiene.
¿Para qué sirve un anillo colector?
Transmite señales y energía entre partes fijas y partes giratorias, en varios canales a la vez. La señal analógica atraviesa los contactos sin limitación de ancho de banda.
- Mediciones típicas: temperatura, deformación del árbol de transmisión, par, tensión, vibración, aceleración.
¿Extremo de árbol o tubular?
Lo decide el árbol. Un anillo colector de extremo de árbol necesita un extremo de árbol libre; un modelo tubular se monta sobre el árbol.
- Extremo de árbol: en el extremo de un árbol giratorio, para ruedas, cajas de cambios, motores y compresores. De 4 a 60 canales; la serie S y el SR10 alcanzan 12 000 rpm.
- Tubular: el árbol atraviesa el diámetro interior, de 30 a 81,3 mm en la serie B, principalmente para mediciones en árboles de transmisión de automóviles. De 4 a 8 canales.
- Se diseñan anillos colectores a medida cuando ninguno de los dos es adecuado.
¿Qué sensores se conectan a él?
Los termopares y las galgas extensométricas son los más habituales. Los anillos colectores también transmiten señales digitales: en un ensayo de Michigan Scientific, Gigabit Ethernet pasó a través de un SR36M girando a 900 rpm.
- Termopares: fijados a piezas giratorias como discos de freno o ruedas y conducidos hacia un anillo colector en el exterior de la rueda. Mantenga el conjunto a temperatura uniforme, o amplifique en el rotor, para que un gradiente de temperatura entre las pistas no entre en la medición.
- Galgas extensométricas: cableadas como puente completo de Wheatstone con los cuatro brazos en el lado giratorio, de modo que las pistas quedan fuera del puente y no alteran su equilibrio. El ruido de cresta de las pistas queda así por debajo del 0,1 % de la señal de datos.
¿Cuándo es necesario un amplificador?
Cuando la señal es débil o el entorno es ruidoso. Un amplificador en el lado giratorio convierte la señal del sensor en una tensión de alto nivel antes de que cruce las pistas, lo que reduce los errores debidos a los gradientes de temperatura a través del anillo colector y a las interferencias.
- Entornos eléctricamente ruidosos
- Niveles de deformación bajos
- Velocidades elevadas
- Vibraciones
¿Qué lo convierte en un anillo colector de instrumentación?
Las pistas y las escobillas son de metales preciosos. Esto mantiene la variación de la resistencia de contacto lo bastante baja para señales de instrumentación de bajo nivel, como los puentes de galgas extensométricas y los termopares: 0,1 Ω de cresta en las serie S y serie SR. Las versiones estancas, como las de la serie B, resisten el agua, el barro, la nieve y el polvo.
Lo esencial
- Un extremo de árbol libre: extremo de árbol. Ningún extremo libre: tubular.
- Puente completo de galgas extensométricas en el rotor: las pistas quedan fuera del puente. Los termopares necesitan una temperatura uniforme o un amplificador en el rotor.
- Amplifique en el rotor cuando la señal sea débil o el entorno ruidoso.