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Cables de medición
Foto. 1. El típico cable de medición de un multímetro. De un lado cuenta con un conector angular tipo banana con bayoneta aislada, y del otro lado tiene la aguja de medición con protección adicional de terminales.
Cables de medición son elementos de conexión destinados para trabajar con aparatos de medición, de ahí que sus parámetros están configurados a la funcionalidad de los medidores con los que trabajan. El mayor surtido es la versión para colaborar con multímetros (Foto.1).
Del lado del medidor están acabados con conectores tipo banana con diámetro, de acuerdo con la normativa, de 4mm con terminación con o sin protección de plástico. La versión con protección limita la posibilidad de descarga eléctrica del circuito bajo testado y su manipulación, puesto que con los multímetros se puede medir altas tensiones.
Además de los multímetros, los cables de medición se utilizan para conectar:
- tensiones de alimentadores de laboratorio,
- medidores RLC,
- generadores,
- cargas electrónicas
- dispositivos similares.
El mismo cable de medición tiene que ser lo más elástico posible y al mismo tiempo asegurar la posibilidad de medición de corriente mediante el dispositivo (de gran tamaño) y con buen aislamiento contra altas tensiones.
Los fabricantes resuelven este conjunto de criterios contradictorios con la ayuda del amplio surtido en el que en vez de un solo cable “para todo” aparece la versión dirigida a la gran flexibilidad con el aislamiento del motor, en mediciones de altas corrientes (con diámetro hasta 2,5mm2) o para medir altas tensiones.
El otro extremo del cable de medición cuenta con una terminación de medición en forma de aguja, cocodrilo, contacto del tipo banana o ganchos que permiten montar la terminación en el punto de medición. Los cables del tipo banana-banana permiten montar en el otro extremo el gancho o un cierre a presión que garantiza gran flexibilidad. La amplia oferta en el mercado también permite escoger el cable bajo el punto de vista del color y la longitud, con contactos rectos o angulares.
Normas de calidad de aislamiento y categorías
La normativa vigente IEC/EN61010-1 delimita cuatro categorías de seguridad de uso de dispositivos de medición (I-IV).
Cuanto mayor sea la categoría, mayor eficacia de protección de medidores ante la sobrecarga y la calidad del aislamiento de los cables de medición será mejor.
El número de categoría aparece junto a la unión con la máxima tensión de trabajo, que podría aparecer entre cierres de medición del dispositivo o entre los cierres y la toma de tierra (tabla 1). Al mismo tiempo se define la resistencia a la sobrecarga.
| Categoría de seguridad | Tensión de trabajo [V] | Sobretensión máx. [V] | Impedancia de la fuente [Ω] | Aplicación |
| I | 600 | 2500 | 30 | Equipos electrónicos |
| 1000 | 4000 | |||
| II | 600 | 4000 | 12 | Dispositivos de una fase en redes de edificios |
| 1000 | 6000 | |||
| III | 600 | 6000 | 2 | Dispositivos industriales y de iluminación en redes trifásicas |
| 1000 | 8000 | |||
| IV | 600 | 8000 | Sistemas de distribución de energía en redes trifásicas |
Tabla 1. Categorías de seguridad según IEC/EN61010-1.
En caso de los cables de medición,
cuanto mayor la categoría del cable, mayor la garantía de seguridad para el usuario, lo cual es importante sobre todo en un estado transitorio donde los potenciales superan varias veces los valores nominales.
Cuanto mayor la categoría, mayor protección de la aguja de medición para aumentar la distancia entre la terminación y el dedo que sujeta la sonda.
Para cables decategoría III y IV la parte descubierta solamente tiene 4 mm, para categoría I y II ya tiene 19 mm (foto. 2).
Proporcionar una protección eficaz en el caso de los cables de prueba para categorías superiores también requieren tratamientos especiales, tales como el uso de cables con doble aislamiento, protección que limita el acceso a los enchufes tipo banana de metal y de cocodrilo para evitar tocar las partes metálicas.
Puesto que los cables se doblan con frecuencia, lo que nos lleva a las rozaduras y daños mecánicos en el aislamiento, los cables conocidos van recubiertos con dos capas aislantes de colores contrastantes. El daño a la capa exterior hará visible el color del interior (Foto. 3).
Foto. 3. De acuerdo con los últimos requisitos de la normativa IEC/EN6101-031, los cables de medición han de contar con un indicador de desgaste o deben contener doble aislamiento.
El mecanismo sirve como una advertencia para el usuario, siendo una especie de indicador de desgaste del cable de prueba y una indicación del cambio.
Junto con la última actualización de la norma, en la edición IEC/EN6101-031, los fabricantes han sido obligados a implementar un indicador de desgaste en los cables de medición o en caso de que no sea posible, a utilizar cables con doble aislamiento. Cocodrilos adicionales y contactos en estado cerrado deben estar hechos de tal forma que no permitan el contacto con partes metálicas – son los llamados, contactos seguros (Foto 4.).
Foto. 4. En el estado cerrado los ganchos para las categorías II-IV tienen que tener los elementos metálicos cubiertos para que no se les pueda tocar.
Hay que recordar que
la categoría del cable de medición junto a sus parámetros están ligados a la carga de la corriente y tienen que estar de acuerdo con la funcionalidad de dicho dispositivo,
en caso de incumplimiento sobre la posibilidad de medición y seguridad, decide el elemento más débil.
Foto. 5. Cable coaxial con gancho destinado para trabajar con un osciloscopio o un generador
Cables coaxiales de medición
El segundo grupo de cables de prueba constituyen las versiones basadas en el cable coaxial y contactos BNC de un solo costado, que se montan en osciloscopios, generadores y medidores de frecuencia que funcionan en rango de altas frecuencias (como analizadores de espectro (Foto. 5).
El otro extremo de este cable normalmente termina en pinzas en miniatura o en un par de cocodrilos-aguja de testado, que permite estar permanentemente conectado al peso del dispositivo, y a continuación medir, con una mano tocando los puntos de prueba. Entre los cables de este tipo también hay las versiones con contactos BNC de ambos lados, utilizados para conectar una unidad de laboratorio, cable BNC-banana que permiten el montaje de terminales especializadas, y también BNC-cocodrilo (versiones con y sin protección) utilizadas sobre todo para la administración de las señales de prueba.
Puesto que parte de los osciloscopios también cumple con la función del analizador de estados lógicos, en el mercado también están disponibles soluciones especializadas con el contacto BNC que del otro lado de la terminación tienen una conexión de aguja del tipo goldpin. Estos usos también cuentan con cables BNC-doble banana utilizados en mediciones eléctricas, p.ej., en analizadores de calidad de la energía. En cambio para usos de medición y conexión en sistemas de microondas se utilizan cables con conectores tales como: SMA, MMCX.Igual que en el caso de los cables para medidores, los cables coaxiales también cuentan con una categoría que define la máxima tensión de trabajo. La medición directa de corriente no se realiza sino que se utilizan métodos indirectos a través de pinzas o transformadores. Todos los cables se distinguen también por su longitud desde unos cuantos centímetros hasta alrededor de 1,5 – 2 metros, pero generalmente son cortos.
Foto. 6. Pinzas de medición que ofrecen una medición cómoda de parámetros de los elementos SMD
Pinzas de medición
La medición de parámetros de los elementos en las carcasas de montaje en superficies, con la ayuda de las típicas terminaciones de aguja de cables de medición, no es fácil. Son lo suficientemente pequeñas que ajustar la terminación requiere habilidad y el uso de ambas manos; y los elementos más pequeños pueden dañarse al apretarlos demasiado fuerte. Desgraciadamente los condensadores, las prensaestopas o los resistores en carcasas más pequeñas no están marcados y la necesidad de realizar mediciones cada vez es más frecuenta, sobretodo en condiciones que se encuentran en oficinas de diseño y talleres.
En tal caso, una valiosa ayuda podrían ser las pinzas de medición hechas de plástico con una pequeña punta de metal conectada con cables separados y terminados con contactos tipo banana con aislamiento (Foto. 6).
Permite un contacto seguro y delicado de los filos de medición con las terminaciones de los elementos SMD con una sola mano y garantizan el aislamiento necesario. Con la otra mano podrá utilizar el medidor.