Lo esencial
El ruido del anillo colector en un canal de galgas extensométricas proviene de ligeras variaciones de la resistencia de contacto de los anillos. Con los cuatro brazos del puente en el lado giratorio, los anillos están fuera del puente y no pueden afectar a su equilibrio: el ruido de cresta de los anillos se mantiene por debajo del 0,1 % de la señal de datos con cualquier anillo colector Michigan Scientific. Los canales que dejan uno o dos brazos en el lado giratorio sitúan anillos dentro del puente y no se recomiendan. El canal en chevrón utiliza menos anillos, pero añade diafonía entre las salidas.
¿Por qué importa la configuración?
Porque determina si los anillos quedan dentro del puente. Un anillo en serie con una galga actúa sobre la salida exactamente igual que una variación de la resistencia de la galga. Los puentes de galgas extensométricas son puentes completos (cuatro brazos activos), medios puentes (dos) o cuartos de puente (uno); a través de un anillo colector, lo que cuenta es cuántos brazos están en el lado giratorio.
¿Por qué colocar los cuatro brazos en el lado giratorio?
Porque los anillos quedan entonces fuera del puente y no pueden modificar su equilibrio. Esta configuración funciona con la mayoría de los amplificadores de galgas extensométricas, y pueden utilizarse redes convencionales de equilibrio y calibración.
- Ruido de cresta de los anillos inferior al 0,1 % de la señal de datos.
- Con puentes de 120 Ω: 1 puente en un S4, 4 en un SR10M, 9 en un SR20M, 16 en un SR36M.
- Con puentes de 350 Ω: 1, 4, 9 y 17 puentes en los mismos modelos.
- Los anillos de excitación se conectan en paralelo para respetar el límite de corriente de los anillos: 2 anillos hasta el SR20M, 4 en un SR36M con puentes de 120 Ω.
- Para una sola galga activa, la nota da un circuito en cuarto de puente con los brazos de complemento del lado giratorio, para un ruido de pistas y una deriva térmica mínimos.
¿Cuál es el coste de un brazo del lado giratorio?
Un ruido de pistas elevado: las pistas están en serie con la galga, por lo que cualquier variación de la resistencia de las pistas modifica la salida igual que una variación de la resistencia de la galga. Su única ventaja es proporcionar muchos datos con pocas pistas. No recomendado.
- Utilícese solo cuando se esperan señales de deformación grandes y un ruido bastante elevado es aceptable.
- Poner en paralelo la pista común con cualquier pista disponible para reducir el ruido; con muchas galgas, la puesta en paralelo es obligatoria para limitar la corriente de las pistas.
- La relación señal sobre ruido de pistas no depende de la tensión de alimentación; una resistencia de galga y un factor de galga más elevados la mejoran.
¿Cuál es el coste de dos brazos del lado giratorio?
Las pistas de alimentación comunes están dentro de los puentes, por lo que cualquier variación de la resistencia de las pistas cambia el equilibrio de los puentes. El ruido es algo menor que con un solo brazo, pero el circuito es mucho más sensible al ruido de pistas que cuatro brazos o el circuito en chevrón. Solo se utiliza porque conviene a la mayoría de los amplificadores. No recomendado.
- Las pistas de la señal de datos no son críticas: la elevada impedancia de entrada de la instrumentación mantiene una corriente despreciable a través de ellas.
- Poner en paralelo cualquier pista disponible con las pistas de alimentación, incluso cuando la corriente está dentro de los límites.
¿Qué compromiso ofrece el circuito en chevrón?
Menos pistas, a costa de una diafonía. Los puentes comparten sus brazos de complemento, de modo que los cuatro brazos quedan del lado giratorio y el ruido de cresta de las pistas vuelve a ser inferior al 0,1 %. Pero la corriente de señal de cada puente atraviesa los brazos compartidos y desplaza la referencia de señal común: cada salida recoge una parte de todas las demás, y estas contribuciones se suman algebraicamente.
- La diafonía depende de N, la resistencia de entrada de la instrumentación dividida por la resistencia de galga: 4,6 % con N = 10, 0,5 % a 100, 0,05 % a 1 000, 0,005 % a 10 000.
- Ejemplo: galgas de 120 Ω sobre una entrada de 12 000 Ω dan un 0,5 % de diafonía en cada una de las demás salidas.
- Capacidad a 10 V con galgas de 120 Ω: 1 puente en un S4, 5 en un SR10M, 13 en un SR20M, 25 en un SR36M.
- Para comprobar la diafonía: desconectar un instrumento de lectura; las demás señales no deben cambiar. Las salidas muestreadas una tras otra no interactúan.
¿Cuántos canales con amplificadores rotativos?
Pistas de servicio para las líneas de alimentación y de mando, y luego una pista por canal amplificado. Los amplificadores de galgas extensométricas utilizan cinco líneas: +15 V, −15 V, común de alimentación, mando de calibración y común de señal. Los amplificadores para termopares no tienen mando de calibración y utilizan cuatro.
- Conjunto de 10 pistas: 5 canales de galgas extensométricas, o 6 canales para termopares.
- Conjunto de 20 pistas: 15 canales de galgas extensométricas, o 17 canales para termopares.
- Conjunto de 36 pistas: 27 a 31 canales de galgas extensométricas según la resistencia del puente y la excitación, o 32 canales para termopares; las líneas ±15 V ocupan entonces dos o tres pistas cada una, y se necesita más de una unidad de mando de amplificador.
- Las tablas de la nota 103 suponen 1 A por conexión de canal. Compruebe la corriente por canal en la ficha técnica de su anillo colector: 500 mA en la serie S y en los SR10 y SR20, 250 mA en el SR36 y en los SR45A/SR60A-AXHS.
Las notas técnicas
Las notas originales incluyen los esquemas de cableado y las tablas completas.
Lo esencial
- Puente completo en el lado rotativo: ruido de cresta de las pistas inferior al 0,1 %.
- Cuarto de puente y medio puente completados a través de las pistas: no recomendado.
- El circuito en galón ahorra pistas; compruebe la diafonía con respecto a su impedancia de entrada.
- Con amplificadores rotativos, cuente cinco pistas de servicio y luego una pista por canal.