Sensores de corriente AC/DC de núcleo partido que permiten mediciones de alta precisión en espacios confinados

Diseñados específicamente para entornos con limitaciones de espacio, como las pruebas en vehículos xEV, ofrecen mediciones de corriente de alta precisión en los rangos de 200 A y 500 A. Los sensores son compatibles tanto con analizadores de potencia como con instrumentos de medida de formas de onda, lo que mejora la fiabilidad y la eficiencia de las pruebas, además de reducir los costes asociados a los sensores.

Antecedentes del desarrollo

La validación de vehículos automóviles y electrificados incluidos los xEV requiere realizar mediciones después del ensamblaje. En esta fase, el espacio alrededor de los componentes es limitado y no es posible cortar los cables. Aunque los sensores de núcleo cerrado pueden ofrecer una mayor precisión, requieren que los conductores pasen a través de su abertura central. Esto plantea importantes dificultades logísticas durante la instalación y retirada en pruebas de producción en fases avanzadas.

Los sensores de corriente de núcleo partido, por el contrario, responden fácilmente a estos requisitos, ya que se fijan directamente alrededor de los cables. Dado que los ingenieros suelen tener que instalar y retirar sensores repetidamente a medida que avanzan las fases de prueba y alternan entre análisis de formas de onda y análisis de potencia, los sensores de núcleo partido ofrecen un método de instalación mucho más práctico.

Las arquitecturas de vehículos más ligeras y compactas han hecho que estas condiciones sean aún más exigentes, al limitar el acceso para sensores dimensionados para 1000 A, como el modelo anterior CT1000S, especialmente en aplicaciones con valores nominales de corriente más bajos. Además, los sensores de corriente de núcleo partido convencionales no alcanzan los niveles de precisión requeridos debido a los retos introducidos por su diseño de pinza.

Yokogawa Test & Measurement ha desarrollado los CT500SA y CT200SA para abordar directamente estos retos. Con niveles de precisión comparables a los de los sensores de núcleo cerrado, un amplio ancho de banda de frecuencia y la comodidad de instalación de un diseño de núcleo partido, ambos sensores ofrecen soluciones de medida compactas, ideales para espacios reducidos y para una amplia variedad de aplicaciones, desde el desarrollo de productos hasta las pruebas en condiciones reales.

Características principales

1. Medición compacta en espacios reducidos

La unidad principal del sensor en ambos dispositivos presenta unas dimensiones compactas de 110 mm de ancho × 62 mm de alto × 25 mm de fondo, lo que la hace ideal para entornos de prueba con limitaciones de espacio. Cada sensor incorpora un único botón de desbloqueo y apertura para permitir la instalación con una sola mano mediante pinza. El cuerpo incluye además un orificio roscado M4 y una ranura para brida, que permiten fijar el sensor en su posición y mejorar directamente la repetibilidad de la medición, ya que las salidas son sensibles al posicionamiento.

2. Alta precisión, amplio ancho de banda y diseño de núcleo partido

Los CT500SA y CT200SA garantizan una precisión de ±0,1 % en un rango de temperatura de -40 °C a 85 °C. En el rango de 23 ±5 °C, la precisión mejora aún más, alcanzando una precisión máxima de ±0,09 % de la lectura + 0,01 % de la escala completa.

Ambos modelos garantizan una precisión un orden de magnitud superior a la de los sensores de corriente convencionales, equivalente a la de los sensores de núcleo cerrado, pero con la comodidad de una instalación mediante pinza.

Los anchos de banda de frecuencia disponibles difieren entre ambos modelos. El CT500SA ofrece un ancho de banda de 500 kHz (-3 dB), mientras que el CT200SA alcanza 1 MHz (-3 dB). Los sensores CT200SA y CT500SA también pueden medir frecuencias de conmutación, utilizadas en la validación de inversores de motor y que requieren mediciones de amplio ancho de banda. Ambos modelos mantienen una precisión de fase de ±0,1°, en el rango 0,1 Hz ≤ f ≤ 1 kHz.

3. Mediciones versátiles

Normalmente, los sensores de corriente son compatibles con un único tipo de instrumento, ya sea un analizador de potencia o un instrumento de medida de formas de onda. Los CT500SA y CT200SA pueden conectarse directamente a ambos tipos de instrumentos sin necesidad de un conector de conversión ni de accesorios adicionales.

Además del ahorro de tiempo y trabajo al eliminar la necesidad de cambiar sensores, así como de la reducción de costes de equipos, la medición de señales idénticas mejora la fiabilidad y elimina la necesidad de sincronizar datos.

Principales mercados objetivo

• EV/xEV
• Automoción
• Energías renovables: fotovoltaica / solar
• HVAC

Aplicaciones

• Medición en vehículos xEV casi terminados, donde el espacio es limitado.
• Análisis de eficiencia de inversores, que implica la medición de amplio ancho de banda de salidas controladas por modulación por ancho de pulsos —PWM— con contenido armónico.
• Medición de corriente de salida y evaluación del rendimiento de sistemas fotovoltaicos.
• Monitorización de corriente en sistemas HVAC y de aire acondicionado.

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