Nueva tecnología inalámbrica de medición de par

Sensor Technology ha lanzado una nueva gama de sensores de par inalámbricos basados en un diseño de puente completo de cuatro elementos con detectores extensométricos, complementando así su gama de sensores inalámbricos existentes basados en detección de ondas acústicas superficiales (SAW).

La así denominada serie TorqSense SGR510/520 abarca unidades completamente nuevas que ofrecen una capacidad de lectura con aumento de rango del 250 %, permitiendo así medir y registrar los picos de par repentinos con la máxima precisión. El diseño también compensa cualquier fuerza externa extraña, como pares de flexión aplicados inadvertidamente sobre el sensor, mejorando la sensibilidad y ofreciendo una gran tolerancia a las variaciones de temperatura.

El puente consiste esencialmente en cuatro detectores extensométricos fijados al eje que se desea analizar para dar forma a una estructura cuadrada fijada a 45 grados respecto el eje. De este modo y cuando se aplica el par al eje, dos medidores se alargan en tensión y dos en compresión.

Un microcontrolador ultra-miniaturizado montado en el rotor, alimentado a su vez por una bobina inductiva, mide los valores diferenciales en cada medidor de tensión y los transmite digitalmente al estator a través de la misma bobina. Los transductores de la serie SGR510/520 aplican entonces los más modernos métodos de acondicionamiento de señal para detectores extensométricos y proporcionan así una solución de medición de par que abarca un gran ancho de banda, siendo además una solución de bajo coste con grandes capacidades de sobrecarga y alcance.

"Este diseño le da al TorqSense SGR510/520 varias ventajas significativas sobre los sensores de par convencionales", explica Mark Ingham de Sensor Technology. "En primer lugar, elimina el tipo de detección con ruidos y corrupción de señal asociadas al sistema de anillo deslizante (slip ring) y a otros métodos analógicos de análisis de par de torsión desde el rotor al estator."

Mark detalla además que la detección de ruidos externos provocados por el cableado se elimina virtualmente gracias a la reducida distancia entre los detectores extensométricos y los circuitos de medición del rotor. Además, la calibración multipunto reduce cualquier error dentro del sensor derivado de la linealidad.

Asimismo Mark explica que la gran capacidad funcional de ampliación de rango permite capturar fácilmente picos de señal sin ningún tipo de pérdida cuando el sensor trabaja cerca de los extremos de su rango nominal. Esto, combinado con una capacidad de sobrecarga mecánica de más del 400 %, convierte los sensores de par de la serie SGR510/520 en una solución de medición de par muy robusta.

El rango de medición de la serie SGR va de 1 a 500 Nm (con modelos de hasta 13.000 Nm disponibles en breve), los cuales funcionan con una precisión hasta +/-0,1 % y una resolución de hasta +/-0,01% en la escala completa del transductor. La transmisión digital entre el rotor y el estator elimina toda fluctuación cíclica de la señal derivada de la rotación del eje y genera una tasa de muestreo digital de 4000 muestras por segundo.

Otras funciones son un filtro de promedios móvil ajustable, un rango de alimentación de 12 a 32 V-DC, puertos de salida analógica configurables por el usuario, opción de conexión RS232, interfaz USB, interfaz de bus CAN, pasarela Ethernet externa e instrumentos virtuales LabView.

"Para facilitar el uso hay una función de prueba incorporada", explica Mark, que resume el nuevo TorqSense SGR510/520 de la siguiente forma: "La mayoría de los sensores de par requieren el uso de anillos deslizantes para transferir las lecturas del par de rotación al sistema de lectura estático. Son ruidosos, lentos y difíciles de montar y, al ser piezas de desgaste, no siempre son fiables.

"Nuestras gamas TorqSense funcionan sin anillos deslizantes y, en su lugar, funcionan mediante transferencia de señal inalámbrica sin, por lo que los problemas mencionados antes quedan eliminados desde la fase de diseño. La nueva serie SGR510/520 está pensada para mediciones de par, pruebas, control de respuesta de mecanismos de accionamiento y aplicaciones de control de procesos.

Preguntas y respuestas

Sensor Technology Ltd. lanza al mercado un nuevo tipo de sensor de par (ver nota de prensa para obtener más detalles). Sus sensores actuales se basan en el uso de ondas acústicas de superficie (SAW).

Como en este momento la situación no permita dar una conferencia de prensa, las siguientes preguntas y respuestas se refieren a las preguntas que un periodista puede hacer.

¿Cuáles son las principales ventajas de los nuevos sensores SGR? Mayor inmunidad a los efectos de la flexión, y una capacidad de lectura de rango ampliado completamente funcional hasta el 250 % del par nominal del transductor.

¿Se mantendrá la gama SAW? Nuestros productos SAW que ya están en el mercado tienen garantía de por vida y aquí seguiremos apoyando a nuestros clientes. La nueva gama SGR está diseñada para satisfacer prácticamente todas las necesidades técnicas, por lo que esperamos que se convierta en la opción más popular.

¿Es la precisión un problema cuando se mide el par de fuerza, un factor que puede variar por segundos? El mejor nivel de precisión de los sensores SAW es +/-0,25 %, pero con el puente completo de medidores extensométricos y el microcontrolador podemos lograr una precisión de +/-0,1 %. Esto satisface las necesidades de la mayoría de las aplicaciones industriales actuales y, de hecho, también las de la mayoría de aplicaciones de pruebas e investigación. Los nuevos SGR serán aún más precisos, haciéndolos aptos para las aplicaciones más exigentes y permitiendo a los ingenieros de pruebas llevar sus hallazgos al siguiente nivel, mejorando así el estado de la técnica.

¿Cómo se comparan en lo que respecta al precio? Lanzaremos al mercado la nueva gama al mismo precio que nuestros productos actuales.

¿Espera que los nuevos sensores mejoren su cuota de mercado? Claramente esperamos aumentar las ventas porque estamos ofreciendo una mejora en la precisión por el mismo precio. Además, el mercado de los sensores de par está creciendo a medida que la industria se automatiza y cada vez se registran más datos operacionales completos en sistemas de seguimiento y rastreo en tiempo real.

¿Espera que haya más empresas que entren en su sector? Ya hay un número respetable de empresas en este sector. De momento no esperamos que entren más porque no es un mercado de productos básicos, sino uno impulsado por la tecnología, el servicio y la asistencia técnica al cliente.

¿La nueva unidad estará disponible en todo el mundo inmediatamente y si no fuera así, cuál es el calendario del lanzamiento? Sí, tenemos los sensores disponibles inmediatamente para todos los mercados. Nos hemos asegurado de que nuestra red de distribuidores internacionales esté al día con el nuevo SGR. Hemos enviado todos los detalles por correo electrónico y realizado seminarios y reuniones virtuales para responder a cualquier pregunta que puedan tener. Hemos transformado las actuales dificultades para viajar en una ventaja al poner más esfuerzos en los lanzamientos virtuales y en la asistencia por vía electrónica.

¿Cuántos distribuidores tienen y dónde están? Tenemos más de 50 distribuidores en todo el mundo, cubriendo todos los mercados más importantes desde EE.UU., Europa, así como el Medio y Lejano Oriente entre otros.

¿Qué sectores espera que sean los más interesados en los nuevos productos? Las aplicaciones de investigación y desarrollo, así como las de control de calidad se beneficiarán de esta nueva mejora de la precisión, por lo que probablemente veremos más entusiasmo en las empresas que se dedican a ellas. De cara a algunas de las aplicaciones de captura de datos industriales también hay interés en mejorar la precisión. Esperamos que en los próximos años en la mayoría de las aplicaciones se espere una mayor precisión.

¿Qué será de los SAW? Una vez que la gama completa de transductores SGR510/520 esté disponible, esperamos que, con el tiempo, la mayoría de usuarios quieran pasarse a la nueva tecnología. Aunque, como se ha señalado anteriormente, seguiremos dando servicio al sistema SAW a través de su garantía de por vida.