Sistema para detección de microcortes.

Sistema para detección de microcortes caracterizado porque comprende un acondicionador de señal (2),

un adquisidor (3) con al menos un amplificador de instrumentación (21) cuya entrada inversora y no inversora están conectadas eléctricamente con los terminales de una muestra (10) por la que circula una intensidad corriente I, con dicha muestra (10) susceptible de experimentar temporalmente variaciones en el valor de su resistencia R0, con la salida del amplificador de instrumentación (21) conectada eléctricamente con la entrada del adquisidor (3), produciendo que la resolución del sistema aumente cuando la duración de la variación del valor de la resistencia R0 es superior a un umbral temporal de detección que es función de la frecuencia de muestreo del adquisidor (3).

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201300811.

Solicitante: FUNDACIÓN PARA LA PROMOCIÓN DE LA INNOV., INV. Y DESARROLLO TECNOLÓGICO EN LA INDUSTRIA DE AUTOMOCIÓN DE GALICIA.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: VILARIÑO ORGEIRA,Miguel, ÁLVAREZ FERNÁNDEZ,Gonzalo.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • G01R31/28 SECCION G — FISICA.G01 METROLOGIA; ENSAYOS.G01R MEDIDA DE VARIABLES ELECTRICAS; MEDIDA DE VARIABLES MAGNETICAS (indicación de la sintonización de circuitos resonantes H03J 3/12). › G01R 31/00 Dispositivos para verificar propiedades eléctricas; Dispositivos para la localización de fallos eléctricos; Disposiciones para el ensayo eléctrico caracterizados por lo que es probado, no previstos en otro lugar (ensayo o medida de dispositivos semiconductores o de estado sólido, durante la fabricación H01L 21/66; Ensayo de los sistemas de transmisión por líneas H04B 3/46). › Ensayo de circuitos electrónicos, p. ej. con la ayuda de un trazador de señales (probando equipos durante la operación de espera o tiempo de inactividad G06F 11/22).

Fragmento de la descripción:

SISTEMA PARA DETECCiÓN DE MICROCORTES

Sector de la técnica La presente invención tiene aplicación dentro de los sistemas de metrología y ensayos. Más concretamente tiene como objetivo la descripción de un sistema que permita detectar breves incrementos de resistencia eléctrica de una muestra.

Estado de la técnica Actualmente muchos de los planes de validación de productos requieren monitorizaciones de la resistencia eléctrica mientras las muestras son sometidas a ensayos de diversa naturaleza. Dentro de los requisitos habitualmente exigidos se encuentra la de ausencia de micro-cortes. Estos son definidos como un aumento de la resistencia eléctrica durante un corto periodo de tiempo. Tanto la amplitud de esta variación como duración máxima permitida, vienen definidas por estos planes de validación. Esto sucede, en gran medida, para la validación de cableados, detonadores de módulos de airbag, conectores y, en general, todos los sistemas que Intervienen en la alimentación eléctrica de componentes de primera necesidad, cuyo funcionamiento es primordial para la seguridad de los usuarios. A partir de ahora denominaremos cualquiera de estos elementos como muestra de ensayo, y su comportamiento se simplificará por el de una resistencia eléctrica con un valor idéntico a la resistencia de entrada del componente.

Existen sistemas enfocados a la monitonzación de la resistencia de contacto en conectores como el de la solicitud de patente WO/2000/058739 (fecha de publicación: 05.10.2000; investigador principal: HOBNER-OBENLAND, FRANK) . Esta solicitud contempla la medida de resistencias de contacto en unos rangos muy amplios mientras que el sistema aqul propuesto está Indicado para resistencias de contacto inferiores a 10 Ohmios. Esta especificidad de nuestro sistema permite alcanzar unas resoluciones mayores, ya que el rango de resistencia medida es mucho menor.

Hay productos en el mercado que permiten ser combinados para la integración de un sistema que permita detectar incrementos en la resistencia eléctrica de una muestra. La combinación especifica de los diferentes productos, alendiendo a sus prestaciones, será adecuada para la monitorización de resistencia en un rango determinado. En prácücamente la mayoría de productos encontrados en el mercado dispondrían de algún tipo de amplificador de instrumentación como puede ser el WO/1993/024993 (fecha de public<.ción: 09.12.1993; investigador principal:

METIING VAN RIJN, Alexander, Coenraad) .

Otro de los productos que se podría emplear seria algún equipo encargado de adquirir las señales de voltaje como putede ser el descrito por la solicitud de patente \I\K) /19881005619 (fecha de publi""ción: 28.07.1988; investigador principal: PETER, Comelius) .

Descripción de la invención En el presente documento se describe un dispositivo que comprende un circuito acondicionador de señal diseñado para detectar micro-cortes utilizando un adquisidor para el registro de datos eléctricos.

La gran mayoría de los sistemas emphsados habibJalmente para registros de datos, no disponen de las prestaciones adecuadas para poder realizar la detección de micro-cortes de forma exitosa. LO$ problemas que pueden presentar son principalmente su resolución y la máxirna frecuencia de muestreo.

La máxima frecuencia de muestreo nc> será compensada con este acondicionador

de señal, ya que esta característica dlepende implícitamente de la electrónica del sistema adquisidor. De tal modo, la selección del adquisidor limitará y definirá la duración mínima del micro-corte detectable por el dispositivo.

La resolución del adquisidor es el parámetro que define el mínimo incremento de resistencia que puede ser detectado por el sistema en su conjunto. Mediante el 25 empleo de este circuito acondicionadc" se podrán aumentar las capaddades del sistema, permitiendo la detección de vélriaciones de resistencia todavía menores.

El sistema en el que se integrará e:ste circuito acondicionador comprende una fuente de alimentación de corriente constante, de un adquisidor y opcionalmente de una computadora que se comunique Gon el adquisidor. Los únicos requisitos que 30 deben tener en cuenta para conseguir la integración de estos equipos son dos: la fuente debe suministrar la corriente eléctrica requerida por la muestra de ensayo y el adquisidor deberá tener una frecuencia de muestreo mínima tal que el tiempo

entre muestras sea menor o igual a un tercio de la duración de los micro-cortes que se pretenden detectar.

S La fuente de alimentación será la encargada de suministrar una corriente eléctrica constante a la muestra de ensayo, independientemente de las variaciones de carga a su salida. As! mismo la fuente de corriente debe ser capaz de regular su salida ante cambios de carga en un tiempo no superior a 1J.1s.

Esta corriente constante, circulando a través de la muestra, genera una diferencia de potencial en bomes de la muestra. Este voltaje es proporcional a la resistencia de entrada de la muestra, de acuerdo Gon la ley de Ohm.

10 La sei'lal de voltaje obtenida en bornes de la muestra, es la que se aplicará al circuito acondicionador, que como hemos citado anteriormente es el componente principal de la invención.

15 20 Este circuito acondicionador realiza dos funciones principales: la primera de ellas es la de amplificar la señal de voltaje, y la segunda es la de cambiar el nivel de referencia de la señal. La amplificación del nivel de voltaje es primordial para que realmente se detecten micro-cortes de la amplitud requerida independientemente del sistema adquisidor utilizado (asi esta amplificación podrá ser fija o regulable en función de esta amplitud requisito y del adquisidor seleccionado) . La variación en la referencia de la señal no es primordial. pero es muy deseable ya que la mayoría de los sistemas de adquisición limitan su entrada en modo común, lo que a su vez limitarla las opciones de integración del sistema; integrando esta variación de referencia en el circuito eliminamos esta limitación.

25 Con estas características, este circuito amplificador ofrece a su salida un nivel de tensión, respecto a la tierra, que es proporcional directamente a la diferencia de tensiones presente a su entrada, eliminando el efecto de la tensión en modo común de su entrada. Así variaciones en la resistencia de la muestra de ensayo provocará implícitamente una variación en los voltajes de salida del circuito, con la relación de ganancia que hayamos definido pn:!Viamente ajustándonos a los rangos de medición del adquisidor.

30 Conectando de este modo la salida del circuito acondicionador a un canal de

entrada del adquisidor se posibilita la detección de micro-cortes de niveles inferiores a los detectables en ausencia del circuito acondicionador.

Descripción de los dibujos

A continuación, se describe la invención en una serie de figuras que ayudan a comprenderla. Estas figuras se relacionan directamente con una implementación de dicha invención, que se presenta como un ejemplo no limitativo de ésta.

S 10

La Figura 1 muestra un esquema que representa un aconcicionador de señal para detección de micro-cortes sobre 8 muestras simultáneamente. En ella pueden distinguirse los siguientes elementos: 1 2 3 R7a RO Fuente de, alimentación de corriente constante Circuito acondicionador de señal de ocho etapas Adquisidor Resistencias correspondenles a las muestras 7 a a V7+ a va+ Voltaje del borne positivo de la muestra 7 a a V70ut a VaoutSeñal acondicionada de la muestra 7 a a

1S 20

La Figura 2 muestra un circuito acondicionador de señal para una muestra con los elementos que siguen: Al Rg +Vcc -Vcc GND V+ V-Amplificador de instrumentación Resistencia de ganancia Tensión de alimentación positiva Tensión de alimentación negativa Conexión a tierra Tensión del borne positivo de la muestra Tensión del borne negativo de la muestra

25 En la Figura 3 se refleja una definición de un micro-corte caracterizado por: 6R Ina-emento de resistencia lit Duración del micro-corte

Descripción de una realización preferida de la invención

30 En la figura 1 se muestra un sistema que permitiría la detección de micro-cortes sobre ocho muestras de ensayo. En este montaje la fuente de alimentación (1) suministra una corriente constante a trélvés de todas las muestras.

El circuito acondicionador de señal (2) constaría de ocho etapas iguales a la representada en la Figura 2. Cada una de ellas se encargaría de acondicionar la señal proveniente de una de las muestras (10) .

La señal que se debe acondicionar, en este caso, para la muestra 7 es la diferencia de tensiones entre V7+ y V6+. A la serial V+ de esta etapa 7 se conecta la V7+ y. a...

 


Reivindicaciones:

1. Sistema para detección de microcortes caracterizado por que comprende: un adquisidor (3) y un acondicionador de señal (2) con al menos un amplificador de instrumentación (21) cuya entrada inversora y no inversora están conectadas eléctricamente con los terminales de una muestra (10) por la que circula una intensidad corriente 1, con dicha mUEtstra (10) susceptible de experimentar temporalmente variaciones en el valor de :su resistencia RO, y con la salida del amplificador de instrumentación (21) conectada eléctricamente con la entrada del adquisidor (3) .

2. Sistema de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que, para detectar el microcorte originado por una variación del valor de la resistencia, el umbral temporal de detección se define como el triple del periodo de muestreo del

adquisidor (3) .

3. Sistema de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende una pluralidad de amplificadores de instrumentación (21) para una pluralidad de muestras (10) conectadas en serie,

donde cada amplificador de instrumentación (21) está conectado a la entrada con una muestra (10) y a la salida con una entrada del adquisidor (3) .


 

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