El cuello de botella de la señal débil suele ser el interruptor
Los termopares, las galgas extensométricas, las células de presión y transductores similares emiten señales de microvoltios o milivoltios, y son más vulnerables antes de la primera etapa de ganancia. Un interruptor colocado en esa ruta puede inyectar su propio desplazamiento térmico, añadir una ruta de fuga a tierra o atenuar la señal por completo. En muchas cadenas de medición, el multiplexor, no el amplificador ni el ADC, es el elemento que establece el límite de precisión.
La FEM térmica es un desplazamiento que no se puede calibrar por suerte
La unión de dos metales distintos genera una tensión Seebeck. En un relé ordinario, la suma de estas uniones puede llegar a decenas de microvoltios — suficiente, a través de un termopar tipo T, para interpretarse como un error de temperatura considerable. La línea de baja térmica de SHR AUTOSENSOR controla los materiales de contacto, los materiales de los terminales y la simetría de las uniones para mantener la desviación térmica añadida dentro de ±1 µV, de modo que el relé apenas aporta tensión propia al nodo de medición.
Pantalla de guarda y rigidez dieléctrica
El bajo desplazamiento térmico aborda un término de error; los circuitos de alta impedancia añaden otro. Estos relés incluyen un blindaje electrostático interno que puede conectarse a un potencial de guarda, lo que desvía las fugas del nodo de medida y mejora la relación señal-ruido en las entradas de alta impedancia (high-Z). Cuando el mismo canal también necesita aislamiento, la familia ofrece una alta rigidez dieléctrica: la serie BT, por ejemplo, especifica un mínimo de 2000 V dieléctricos, por lo que la conmutación de bajo efecto térmico y el aislamiento no tienen que dividirse en dos componentes.
Las entradas de picoamperios y femtoamperios exigen aislamiento de TΩ
Conmutar corrientes en el rango de pA o fA eleva el requisito de aislamiento a aproximadamente 1014–1015 Ω, porque por debajo de ese rango la fuga a través del interruptor se vuelve comparable a la magnitud que se mide. Los contactos herméticamente sellados sobre aislamiento cerámico o de polímero de alta calidad son lo que hace alcanzable esa cifra. La serie HVFR aborda esta tarea con varias configuraciones, manteniendo la arquitectura de alto aislamiento a tensiones de conmutación de hasta 1.0 kVDC.
Series HVFR y BT de un vistazo
- Tensión de conmutación: hasta 1.0 kVDC
- Resistencia de aislamiento, contacto a contacto: normalmente hasta 1012 Ω (1014 Ω en versiones especiales)
- Resistencia de aislamiento, contacto a bobina: normalmente hasta 1013 Ω (1015 Ω en versiones especiales)
- Rigidez dieléctrica, contacto a contacto: 1,5 kVDC
- Rigidez dieléctrica, de contacto a bobina: 4.5 kVDC
- Offset térmico: inferior a 10 mV estándar; inferior a 1,0 mV en la serie BT
Aplicaciones típicas
- Escaneo de termopares y calibración de temperatura
- Multiplexación de transductores de presión y deformación
- Lectura de electrómetro y cámara de ionización
- Medición de fugas de bajo nivel y resistencia de aislamiento
- Pruebas paramétricas de semiconductores a niveles de microvoltios y picoamperios
Prácticas de diseño que preservan la especificación
Un relé de baja FEM térmica no puede salvar una placa que lucha contra él; el diseño circundante tiene que cumplir su parte.
- Accione el blindaje electrostático desde una guarda de baja impedancia que sigue a la señal, de modo que la fuga fluya de guarda a guarda en lugar de cruzar el nodo de medición.
- Mantenga isotérmicas las uniones de la ruta de señal. Un gradiente de temperatura a través de un bloque de terminales o un cable genera su propia FEM térmica además del desplazamiento del relé.
- Deje un intervalo de estabilización tras la actuación antes de tomar una lectura de microvoltios: la unión de contacto necesita un breve momento para alcanzar el equilibrio térmico.
- Mantenga limpio y libre de fundente el aislamiento de los nodos de señal; la contaminación superficial forma una resistencia de fuga que ninguna especificación de relé puede superar.
Elegir entre las familias
Para una cadena de nivel de microvoltios, la serie BT es el punto de partida por su desviación térmica inferior al milivoltio y su rigidez dieléctrica de 2000 V. Para los canales que dirigen corrientes hacia los femtoamperios a una tensión elevada, pase a la serie HVFR y sus 1014–1015 Ω opciones de aislamiento. Adaptar el relé al término de error dominante — desplazamiento para baja tensión, aislamiento para baja corriente — es lo que evita que el interruptor se convierta en el límite de precisión.
Acerca de SHR AUTOSENSOR
SHR AUTOSENSOR TECH LIMITED (SHR AUTOSENSOR) fabrica relés reed de alta tensión, relés de contactos humedecidos con mercurio y contactores de CC de alta tensión. Contacto: [email protected] | +86 13761571029 | www.reed-relay.com