Fisica

6
Interferencias en los equipos electrónicos de medida

6.1 Introducción En el capítulo 1 se comprobó que el ruido y las señales externos no deseados se acoplan a todo equipo electrónico de un laboratorio o cadena de producción industrial, provocando errores en los procesos de medida, que pueden afectar de forma decisiva a la aplicación objeto de interés. Las señales de interferencia puedentener origen externo o interno al quipo. En el primer caso, los efectos son más serios, y es importante detectar el mecanismo de acoplo; en el segundo interesan componentes electrónicos ad hoc para aplicaciones de bajo nivel, ya que el origen del ruido es propio de la operación de los circuitos microelectrónicos. El problema de las interferencias se hace extensivo a otros equipos, no necesariamenteelectrónicos. En este tema se abordan las interferencias de origen externo, más propias de un ambiente industrial y con efectos más perjudiciales. Las interferencias son señales que afectan al equipo de medida como consecuencia del principio de medida empleado. En consecuencia, se adopta como criterio de clasificación el mecanismo de acoplo. Para cada tipo de acoplo, primero se realiza unaapreciación cualitativa y luego se trata con rigor cuantitativo. La Fig. 1 muestra los mecanismos de acoplo de las interferencias entre la fuente y el receptor.

1

Instrumentación Electrónica. Juan José González de la Rosa

Fuente de Ruido
- Cables de potencia AC - Monitores - Transitorios lógicos - Altas Tensiones y Corrientes - Transitorios de Potencia

Medio de transmisión - ImpedanciaComún (Conductiva o Resistiva) - Campo Eléctrico (Capacitiva) - Campo Magnético (Inductiva) - Señales electromagnéticas (Radiación)

Receptor de la Señal de Ruido
- Transductor - Acondicionadores de Señal

Fig. 1. Esquema del mecanismo de acoplo de las interferencias de origen externo.

La reducción de los efectos de las interferencias se realiza aplicando técnicas que dependen del mecanismo deacoplo. Según presenta la Fig. 1, existen 3 mecanismos de acoplo: una impedancia común, un campo eléctrico y un campo magnético. En consecuencia, respectivamente se denominan interferencias resistivas, capacitivas e inductivas. Las interferencias electromagnéticas tienen su origen también en campos magnéticos, pero esta vez asociados a energía radiada. Antes de abordar cada tipo de interferenciase introduce el concepto de pseudoimpedancia como mecanismo de diagnóstico cualitativo, descrito en [1], y empleado en la detección de ruido externo. 6.2 Pseudo-impedancia Esta magnitud experimental ayuda a la identificación de la fuente externa de ruido que afecta al equipo en consideración. Se define como el cociente experimental de la tasa de variación de tensión entre la tasa de variación decorriente (en el circuito objeto de estudio) y su unidad es el ohmio, Ω:
Pse Im p = dv di dt dt

En función de la cuantía de esta magnitud, existe más probabilidad de darse un tipo de acoplo externo. La frontera se sitúa en los 377 Ω. Si la pseudo-impedancia es mucho menor se considera el acoplo inductivo, y si es mucho mayor que este valor empírico el acoplo se considera capacitivo. 6.3 Acoplocapacitivo o eléctrico 6.3.1 Concepto, características y condiciones de acoplo Es una interferencia de tipo electrostático (producida por un campo eléctrico); en consecuencia, dos conductores cercanos se acoplan eléctricamente por efecto capacitivo. Los conductores afectados por estas interferencias son los que forman parte de transductores de bajo nivel. En general, las fuentes de interferenciacapacitiva son

2

©JJGDR-UCA

6 Interferencias

conductores que soportan grandes tensiones variables, como los fluorescentes o enchufes sin usar. La Fig. 2 muestra el mecanismo de acoplo capacitivo. En ella se aprecia que, sin elementos de blindaje, una corriente adicional no deseada circula por la carga, que es la resistencia de entrada del circuito de medida. La conexión de blindaje...