Metodos no intrusivos para medir corriente en lazos instrumentados: clamp-on y diodo test

03 Febrero 2011

 

Una mejor manera para medir una señal de 4-20mA sin interrumpir el lazo es hacerlo magneticamente, usando un miliamperimetros "clamp-on" o de "pinzas" (algunos lo llaman pinza amperimetrica). Sensores modernos en base al efecto Hall son altamente sensibles y precisos para monitorear la campos magneticos debiles creados por el paso de pequeñas corrientes DC en el cableado.

Los amperimetros usando sensores de efecto Hall son completamente no intrusivos porque ellos solamente se procede a colocar la pinza alrededor del cable, no siendo necesario "romper" el circuito. Un ejemplo de una instrumento para medir miliamperios con pinzas es el Fluke modelo 771, mostrado en la siguiente fotografía:

 

 

 

Demonos cuenta como este miliamperimetro no solo registra la corriente en el lazo (3.98 mA como muestra la fotografia), sino que tambien convierte el valor de milimaperios en un rango de porcentaje, siguiendo el estantar 4-20mA. Una desventaja para tener en cuenta en miliamperimetros de pinzas es que son suceptibles a perturbaciones por fuertes campos magneticos externos. Campos magneticos estacionarios (por ejemplo provenientes de equipos DC energizados magnetizados) pueden ser compenzados ajustando el "zero" del instrumento en una orientación similar antes de medir el lazo de corriente a través del cable.

 

 

Usando diodos de prueba para medir una lazo de corriente

 

Otra manera de medir una señal de 4-20mA sin interrumpirla es usando un diodo rectificador, originalmente instalado en lazo cuando fue comisionado. Un diodo "test" puede ser puesto en cualquier lugar en serie con el lazo. Durante una normal operacion, en el diodo caera aproximadamente 0.7 voltios, caida tipica en cualquier diodo recticador de silicio cuando es polarizado. El siguiente esquema muestra un diodo instalado en un lazo de un transmisor de dos hilos:

 

 

Si alguien conecta el miliamperimetro en paralelo con este diodo, la baja resistencia de entrada dentro de amperimetro (casi nula) corto-circuitara al diodo evitando que cualquier voltaje sustancial caiga al pasar por el. Por tanto como la caida de voltaje es casi nula, el diodo efectivamente "turns off" o se corta no permitiendo la circulacion de corriente, lejando la corriente del lazo en su totalidad pasar a traves del amperimetro.

 

 

Cuando el miliamperimetro es desconectado, el requisito de caida de 0.7 voltios para "turn on" o activar el diodo, y toda la corriente pasará nuevamente a traves del diodo. Entonces en ningun momento el lazo de corriente fue interrumpido, lo cual significa que podemos tomar todas las medidas que querramos y no preocuparnos de generar falsos indicadores del proceso (como alarmas, y perturbaciones de las señales).

 

Este diodo debe ser instalado cerca de la caja de paso o "junction box", entre terminales o borneras o incluso incorporados dentro del transmisor mismo. Algunos transmisores de proceso tienen un par extra de terminales etiquetadas como "test" para este proceso exactamente. Un diodo ya instalado en un transmisor, y estos terminales "test" sirven como punto para conectar el miliamperimetro.

 

La siguiente figura muestra un ejemplo de este caso en un transmisor de presión diferencial modelo Rosemount 3051:

 

 

Date cuenta que dos puntos estan etiquetados como TEST abajo y a la izquierda de los pernos terminales principales donde el lazo es conectado. Conectando un amperimetro en estos dos puntos permiten una medida directa de señales de corriente de 4-20mA sin tener que desconectar de ninguna manera cualquier conexion en el lazo.

 

 

José Carlos Villajulca

Soy un apasionado Ingeniero Electrónico especializado en Control, Automatizacion e Instrumentacion Industrial. Experimentado en el desarrollo, ejecución y gestión de proyectos asi como en la Operacion de sistemas automaticos.

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