Qué es un aislador de señal
Un aislador de señal pasa una señal de medición de un circuito a otro sin conexión eléctrica entre ellos. Se monta cuando los dos extremos de un lazo están a potenciales de tierra distintos, o cuando un cable largo capta interferencias que de otro modo aparecerían en la lectura. El aislador no cambia el valor; elimina el camino conductor por el que viajaría una corriente parásita.
Bajo el mismo nombre se suministran habitualmente dos versiones. Un aislador pasa una señal desde un dispositivo que ya tiene su propia alimentación. Un distribuidor alimenta además el dispositivo de campo, que es lo que necesita un transmisor de dos hilos, ya que toma su alimentación del mismo par que lleva su señal. Los dos no son intercambiables: un transmisor de dos hilos conectado a un aislador simple se queda sin alimentación, y una fuente alimentada por separado conectada a un distribuidor deja dos alimentaciones peleando por un mismo lazo.
La selección depende de cuatro preguntas: si el dispositivo de campo necesita alimentación, cuáles son las formas de señal de entrada y de salida, qué carga puede gobernar la salida manteniendo su exactitud, y qué aislamiento exige la aplicación. Las formas de entrada y de salida hay que decidirlas juntas y no una cada vez, porque una señal aislada solo puede reproducirse en la forma proporcional de la original.
Cómo mide un aislador de señal
El aislamiento se consigue transfiriendo la señal a través de una barrera que ningún conductor cruza, normalmente por medios magnéticos u ópticos. La señal de entrada se convierte en una forma que puede cruzar la barrera, se transfiere y se reconstruye al otro lado como el mismo valor proporcional. Como los dos lados no comparten conductor, una diferencia de potencial entre ellos no tiene camino por el que hacer circular una corriente por el cable de señal, que es el mecanismo por el que un bucle de tierra añade un desvío a una lectura que por lo demás es correcta.
El rechazo de la interferencia en modo común se deriva de la misma disposición. Una tensión inducida en los dos conductores de un par de entrada, como la que se capta en una bandeja de cables compartida con un accionamiento, llega como un diferencial nulo al extremo receptor. Un filtro atenúa esa señal; una barrera de aislamiento elimina la ruta por la que llegó a la medición siquiera. Por eso una señal que sigue derivando cuando funciona un accionamiento cercano es un caso para un aislador y no para un filtro más pesado.
La etapa de salida decide a qué puede conectarse la señal aislada. Una salida de corriente gobierna una carga hasta una resistencia declarada, que cubre un instrumento receptor y el cable hasta él. Una salida de tensión es una fuente y por tanto exige que su carga esté por encima de un mínimo y no por debajo de un máximo; una carga más ligera que ese mínimo saca la salida de su exactitud declarada en lugar de dañarla. Las dos cifras se aplican a la exactitud para la que el módulo está especificado, y no como límites absolutos.
Opciones de configuración
La mayor parte de la especificación viene determinada por estas decisiones y no por la clase de exactitud. Cada una condiciona la siguiente, y por eso se resuelven en orden.
| Configuración | Opciones a definir | Qué decide realmente |
| Aislador o distribuidor | Aislamiento simple, o aislamiento con alimentación para el dispositivo de campo | Si un transmisor de dos hilos puede conectarse siquiera. Esto lo decide el dispositivo de campo, y no una preferencia. |
| Forma de entrada | Lazo de corriente o de tensión, sobre un conjunto definido de rangos | Qué puede aceptar el módulo. Una entrada de tensión tomada como una de corriente parece leer bajo en lugar de fallar. |
| Forma de salida | Corriente o tensión, en la forma proporcional de la entrada | Qué ve el equipo receptor. La forma no es conmutable en campo en la mayoría de los módulos, así que queda fijada en el pedido. |
| Configuración de canales | Un canal, una entrada a dos salidas, o dos canales independientes | Si una señal de campo tiene que llegar a dos destinos, y cuántos módulos tiene que alojar la profundidad del cuadro. |
| Nivel de aislamiento | La tensión soportada entre entrada, salida y alimentación | La diferencia de potencial a la que el módulo puede estar sometido, que es lo que le impone un bucle de tierra o una tensión de ensayo. |
| Capacidad de carga de la salida | Resistencia máxima para una salida de corriente, o mínima para una de tensión | Si el módulo puede gobernar el instrumento receptor y su cable manteniendo la exactitud asignada. |
| Anchura de montaje | La anchura por módulo sobre carril DIN | Cuántos canales caben en el cuadro, que en una planta grande suele ser el factor decisivo y no la especificación. |
| Conexionado y alimentación | Bornes enchufables, y la tensión de alimentación disponible en el cuadro | Con qué rapidez puede cambiarse un módulo sin tocar el cableado de campo, y si puede funcionar con la alimentación ya presente. |
Cómo elegir un aislador de señal
| Criterio | Por qué decide la respuesta | Cómo resolverlo antes de consultar |
|---|
| Si el dispositivo de campo se alimenta por el lazo | Es lo que separa las dos versiones, y equivocarse deja el dispositivo de campo sin alimentación o dos alimentaciones en un mismo par | Indique el tipo de dispositivo de campo y cómo se alimenta, y no solo la señal que produce. |
| Formas de señal de entrada y de salida | Hay que elegirlas juntas, porque la salida solo puede ser la forma proporcional de la entrada | Dé la señal de origen y la señal que espera el equipo receptor, como un par. |
| Carga receptora | Una salida de corriente tiene un máximo de carga y una de tensión un mínimo, y ambos están ligados a la cifra de exactitud | Indique qué gobierna la señal, y la longitud del cable hasta ello. |
| Número de destinos | Una señal necesaria en dos sitios exige un módulo de dos salidas o un segundo transmisor | Enumere todo lo que tiene que recibir la señal, incluidos registradores e indicadores. |
| Requisito de aislamiento | La tensión soportada tiene que superar cualquier diferencia de potencial que la instalación pueda imponer | Describa a qué están conectados los dos extremos del lazo, ya que eso es lo que fija la diferencia. |
| Espacio de cuadro y carril | La anchura por canal decide cuántos caben, y el tipo de carril decide si el módulo se monta siquiera | Dé la longitud de carril disponible y el número de canales. |
| Clasificación del área | Un lazo que entra en una zona peligrosa necesita equipos certificados para ella, y la versión estándar no lo está | Indique la clasificación del área y la zona, si la hay, en el extremo de campo del lazo. |
La cifra de aislamiento es una tensión soportada y no una tensión de trabajo. Describe lo que el módulo aguanta entre sus tres puertos, y no una diferencia de potencial que se aplique de forma continua, ni es una afirmación sobre seguridad eléctrica.
Las alternativas más cercanas
Estos son los tipos a los que normalmente se refiere una consulta por un aislador de señal, y el punto en el que la elección se decide realmente.
| Alternativa más cercana | Qué lo separa de un aislador de señal |
| Convertidores de señal | Un convertidor cambia la forma o el rango de una señal, como de termopar a 4-20 mA, y muchos convierten sin aislar. Cuando los dos extremos de un lazo están ya al mismo potencial, un convertidor es la respuesta más pequeña y más barata; cuando no lo están, el aislamiento es la función que realmente se está comprando. |
| E/S remotas | La E/S remota traslada la conversión y la adquisición al campo y lleva los valores en digital, de modo que varios canales comparten una conexión. Un aislador actúa sobre un lazo cada vez. En una instalación nueva con bus digital, la E/S remota puede eliminar la necesidad de aisladores individuales; en un lazo analógico ya existente, no. |
| Sistemas PLC | Un controlador programable lee la señal y actúa sobre ella, y algunas tarjetas de entrada llevan aislamiento propio entre canales. Cuando ese aislamiento ya existe, un módulo aparte es redundante; cuando la tarjeta solo aísla respecto al fondo de bastidor, un bucle de tierra entre dos dispositivos de campo sigue siendo un caso para un aislador. |
| Protectores contra sobretensiones | Un protector contra sobretensiones desvía un transitorio a tierra, y un aislador elimina el camino conductor por completo. Los dos son complementarios y no alternativas: el protector limita lo que llega al cuadro, y el aislador rompe el lazo que de otro modo llevaría una diferencia de potencial entre dos puntos puestos a tierra. |
| Fuentes de alimentación | Un distribuidor alimenta el dispositivo de campo y aísla su señal al mismo tiempo, que es lo que necesita un transmisor de dos hilos. Una fuente de alimentación alimenta un circuito sin hacer pasar ninguna señal por él. La distinción importa cuando un transmisor se describe como alimentado por el lazo: eso es un requisito de distribuidor y no de fuente. |
Qué incluir en la consulta
La primera respuesta puede ser una cotización en lugar de una lista de preguntas si la consulta incluye estos datos. Si no conoce una cifra, envíe la descripción de la aplicación y le confirmaremos lo que implica.
- El dispositivo de campo, qué señal produce y si se alimenta por el lazo
- La señal que espera el equipo receptor, como forma y como rango
- El número de canales, y si alguna señal tiene que llegar a dos destinos
- Qué gobierna la salida, incluidos el instrumento receptor y la longitud de cable
- La tensión de alimentación disponible en el cuadro
- La diferencia de potencial o el origen del bucle de tierra que el módulo está ahí para romper
- Si el lazo entra en una zona peligrosa, y la zona si es el caso
- La longitud de carril DIN disponible y el número de canales que hay que montar
- Si los módulos tienen que poder sustituirse sin tocar el cableado de campo
