Una pinza amperimétrica siempre supone un compromiso entre tres características principales que se contrarrestan entre sí: tamaño, rango de medición y precisión. Son las más importantes, pero no las únicas. Aumentar una de ellas implica, inevitablemente, reducir otra. No es posible fabricar una pinza que optimice todas las características a la vez, ya que, físicamente, se limitan entre sí. La tarea de medición es siempre la que determina qué compromiso se adapta mejor a cada aplicación.
Basta con echar un vistazo a nuestra propia estantería para comprobar hasta qué punto el compromiso adecuado depende de la tarea. Solo para una corriente nominal de 500 A, la gama de HIOKI incluye más de una docena de sensores de corriente diferentes. Si nos centramos en un único tipo, concretamente en las pinzas amperimétricas de CA/CC basadas en el principio de flujo nulo con detector Fluxgate, aún quedan cuatro: la CT6834, la CT6844A, CT6845A y el miembro más reciente de la familia, el HIOKI CT6705. Misma corriente nominal, mismo principio de medición y, sin embargo, cuatro pinzas tan diferentes que ninguna puede sustituir realmente a otra.
El triángulo mágico
En la gestión de proyectos se conoce el triángulo mágico: tiempo, costes y calidad; no es posible tener las tres cosas a la vez, siempre hay que sacrificar algo. Las pinzas amperimétricas tienen su propio triángulo mágico, y sus vértices son —tomando como referencia la corriente nominal— el tamaño, el rango de medición y la precisión. Sin embargo, aquí la regla no es tan estricta como en la gestión de proyectos, ya que no se ganan dos vértices y se pierde el tercero por completo. Pero el principio básico es el mismo: cada una de las tres características puede mejorarse, aunque siempre a costa de al menos otra.
Un ejemplo es el diámetro del conductor que puede albergar una pinza. Si se compara la CT6844A con la HIOKI CT6845A, se aprecia inmediatamente la relación: El mayor diámetro (φ50 en lugar de φ20 mm) va acompañado de un ancho de banda menor (200 en lugar de 500 kHz). La precisión y la corriente nominal se mantienen iguales. El mayor diámetro del conductor se consigue a cambio de algo, no es un regalo.
Factor 30: con un tamaño prácticamente idéntico
A veces, la comparación entre dos pinzas revela más que cualquier teoría. Las pinzas HIOKI CT6844A y CT6705 tienen prácticamente el mismo tamaño, 153 × 67 × 25 mm una y 163 × 67 × 23 mm la otra, y tienen el mismo diámetro de conductor (φ20 mm), la misma corriente nominal y el mismo principio de fluxgate. Y, sin embargo, la CT6844A alcanza los 500 kHz, mientras que la CT6705 llega hasta los 15 MHz. Un factor de 30. ¿Cómo es posible?
La respuesta no tiene nada que ver con el tamaño, sino con la finalidad para la que se han diseñado ambos. La CT6844A es una pinza amperimétrica para la medición de potencia. Cualquier sensor de corriente con núcleo magnético genera inevitablemente un desfase entre la corriente y la señal de medición, y en la medición de potencia (P = U · I · cos φ) es precisamente esto lo que distorsiona el resultado, especialmente con un factor de potencia bajo. Por ello, el CT6844A está diseñado de tal forma que este desfase se mantenga prácticamente constante a lo largo del tiempo en un rango de frecuencias relevante. Esto permite que un analizador de potencia HIOKI lo corrija prácticamente a cero, en el caso del CT6844A hasta 200 kHz. (Ya hemos explicado en un artículo específico cómo funciona esta interacción entre el sensor y el analizador).
El CT6705 no necesita esto. Está optimizado para el análisis de formas de onda en el osciloscopio, por ejemplo, para evaluar los flancos de conmutación de un semiconductor en el desarrollo de la electrónica de potencia. En este caso, lo que más cuenta es un tiempo de subida rápido, que se deriva del ancho de banda, y no tanto la fidelidad de fase, que es fundamental para el cálculo preciso de la potencia.
Pequeño, porque tenía que serlo
El HIOKI CT6834 debe su existencia a un problema concreto. Los clientes del sector de la automoción ya no podían
alrededor de los conductores situados muy juntos, tanto en el vehículo como en el banco de pruebas. La limitación en este caso no era la precisión ni el ancho de banda, sino el espacio.
El CT6834 es la respuesta a este problema: un cabezal de medición inusualmente plano, de solo 16,5 mm de profundidad, que cabe incluso donde ya no hay sitio para otras pinzas. Al igual que en el modelo CT6705, la electrónica no se encuentra en el cabezal, sino en una caja independiente situada en el cable.
En el caso de la CT6834, «pequeña» no significa «imprecisa». Con una precisión de ±0,07 % del valor medido, es incluso la más precisa de las cuatro, y esta precisión queda demostrada precisamente allí donde es fundamental una alta exactitud en corriente continua: por ejemplo, al cargar y descargar baterías, donde incluso pequeños errores de medición falsean el resultado a lo largo de muchos ciclos. Esto tiene su contrapartida en otro vértice del triángulo: el ancho de banda, que con 50 kHz es el más estrecho del cuarteto. Así pues, es posible ser pequeño y de alta precisión al mismo tiempo. Pero no también de banda ancha.
| Modelo | CT6834 | CT6844A | CT6845A | CT6705 |
|---|---|---|---|---|
| Característica: Corriente nominal | CT6834: 500 A | CT6844A: 500 A | CT6845A: 500 A | CT6705: 500 A |
| Característica: Ancho de banda | CT6834: CC–50 kHz | CT6844A: CC–500 kHz | CT6845A: CC–200 kHz | CT6705: CC–15 MHz |
| Característica: Precisión básica | CT6834: ±0,07 % | CT6844A: ±0,2 % | CT6845A: ±0,2 % | CT6705: ±0,5 % |
| Característica: Diámetro del conductor (φ) | CT6834: 20 mm | CT6844A: 20 mm | CT6845A: 50 mm | CT6705: 20 mm |
Conclusión: la pregunta adecuada
Cuatro pinzas, una corriente nominal, un principio de medición… y, al final, cuatro respuestas diferentes a la pregunta de qué es lo que caracteriza a una buena medición de corriente. El CT6834 es el modelo compacto que lleva su precisión incluso a los espacios de instalación más reducidos. El CT6844A y el CT6845A comparten una clase de precisión, pero se diferencian en el diámetro del conductor y el ancho de banda. Y la CT6705 deja muy atrás a las otras tres en cuanto a ancho de banda, a costa precisamente de la fidelidad de fase, que es indispensable para una medición precisa de la potencia.
Ninguna de estas cuatro es «la mejor». Cada una es la mejor para algo.
Precisamente por eso, en HIOKI no buscamos la única y mejor pinza amperimétrica: fabricamos la más adecuada para cada tarea concreta. Más de una docena solo para 500 A. Y cuando se enfrente a su próxima medición, la pregunta más útil no es «¿qué pinza es la mejor de todas?», sino «¿qué pinza necesito para mi aplicación?». Estaremos encantados de ayudarle a encontrar la respuesta. No dude en ponerse en contacto con nosotros.
