instrumentos de medida y operación

El laboratorio de simulación de ambientes planetarios LSAP, necesita de instrumentación adicional, que permita poner a punto PASC, para la realización de estudios de simulación en ambientes planetarios

 
picoamperímetro

Medidor de corriente de precisión, para corrientes muy pequeñas. Desde picoamperios (E-12 Amperios), hasta Miliamperios (E-3 Amperios). Un picoamperímetro de este tipo es capaz de medir las bajisimas corrientes inducidas por la radioactividad en el aire, las débiles corrientes generadas por efecto fotoeléctrico y otras aplicaciones un tanto sofisticadas. Con una sonda accesoria se puede convertir en un voltímetro de altísima impedancia (electrómetro) capaz de detectar la electricidad estática en un aislante o en un material piezoeléctrico.

En PASC, necesitamos el picoamperimetro, para medir la corriente que se produce al irradiar una muestra mediante el cañón de iones, el cañón de electrones y la fuente ultravioleta de descarga de Helio.

 
multímetro

Medidor de Voltage, Corriente, y Resistencia, para valores medios

Utilizamos el multímetro, para medir continuidad en circuitos electricos, comprobación de medidas, y lecturas de voltages en termopares

 
termopar
La unión entre dos metales genera un voltaje que es función de la temperatura. Los termopares funcionan bajo este principio, el llamado efecto Seebeck. Si bien casi cualquier par de metales pueden ser usados para crear un termopar, se usa un cierto número debido a que producen voltajes predecibles y amplios gradientes de temperatura.

Desafortunadamente no es posible conectar un voltímetro al termopar para medir este voltaje porque la conexión a las guías del voltímetro hará una segunda unión no deseada. Para realizar mediciones precisas se debe compensar al usar una técnica conocida como compensación de unión fría (CUF).
La ley de los metales intermedios dice que un tercer metal introducido entre dos metales distintos de una unión de termopar no tendrá efecto siempre y cuando las dos uniones estén a la misma temperatura. Esta ley es importante en la construcción de uniones de termopares. Es posible hacer una unión termopar al estañar dos metales, ya que la estañadura no afectará la sensibilidad. En la práctica, las uniones termopares se realizan con soldaduras de los dos metales (por lo general con una carga capacitiva) ya que esto asegura que el desempeño no esté limitado al punto de fusión de una estañadura.

Por lo general, la temperatura de la unión fría es detectada por un termistor de precisión en buen contacto con los conectores de salida del instrumento de medición. Esta segunda lectura de temperatura, junto con la lectura del termopar es usada por el instrumento de medición para calcular la temperatura verdadera en el extremo del termopar. Para aplicaciones menos críticas, la CUF es usada por un sensor de temperatura semiconductor. Al combinar la señal de este semiconductor con la señal del termopar, la lectura correcta puede ser obtenida sin la necesidad o esfuerzo de registrar dos temperaturas. La comprensión de la compensación de unión fría es importante; cualquier error en la medición de la temperatura de la unión fría terminará en el error de la temperatura medida en el extremo del termopar.

 
fuente alimentación 0-5000V

Dispositivo electrónico que convierte la corriente alterna de la red en otro tipo de corriente adecuada para aplicación que se le vaya a dar.

En este caso esta fuente de alto voltage y baja intensidad, la utilizamos para polarizar la muestra, mientras la irradiamos.

 
transformadores variables

Es un dispositivo electromagnético que permite aumentar o disminuir el voltaje y la intensidad de una corriente alterna de forma tal que su producto permanezca constante (ya que la potencia que se entrega a la entrada de un transformador ideal, esto es, sin pérdidas, tiene que ser igual a la que se obtiene a la salida).

Los transformadores son dispositivos basados en el fenómeno de la inducción electromagnética y están constituidos, en su forma más simple, por dos bobinas devanadas sobre un núcleo cerrado de hierro dulce. Estas bobinas o devanados se denominan primario y secundario.

El funcionamiento es como sigue: Si se aplica una fuerza electromotriz alterna en el devanado primario, las variaciones de intensidad y sentido de la corriente alterna crearán un campo magnético variable dependiendo de la frecuencia de la corriente. Este campo magnético variable originará, por inducción, la aparición de una fuerza electromotriz en los extremos del devanado secundario.

En PASC, utilizamos, dos transformadores variables para controlar el voltage de las resistencias electricas que recubren la máquina en el proceso de horneo y desgasificación. El objetivo es mantener a PASC con una temperatura constante, en el proceso de horneo y el de regular el descenso de temperatura controlado en el de desgasificación.

 
diodo de Germanio

El interior del portamuestras en PASC, cuenta con un diodo de Germanio, para el control de la temperatura. En este caso el valor de la resistencia del diodo es función directa de la temperatura, en un rango de 4ºK a 300ºK. Este diodo esta fijo al manipulador y en contacto con el, de manera que sirve para que la centralita de control de temperatura envíe mayor o menor intensidad a la resistencia eléctrica, que enrolla toda la barra del criostato, para mantener la temperatura a un valor constante durante toda la fase de los experimentos.

 
báscula de precisión

El laboratorio LSAP, cuenta con una báscula de precisión (150Kg), +/- 50gr, para poder calcular de manera precisa el peso del dewar de Helio liquido. De esta manera conocemos la masa de Helio, antes de efectuar un experimento, así como el consumo, de manera directa, mientras realizamos experimentos.

 
bombeo diferencial

El laboratorio LSAP, cuenta con un grupo autónomo movil, de bombeo. Este equipo está compuesto de tres elementos. El primero es una bomba rotativa de doble etapa, para conseguir un bombeo grueso (< E-2mbar), y el de servir de bombeo primario a una bomba Turbo (<E-8mbar), siendo el último elemento, un medidor compacto Pirani-Peninig.

Utilizamos este grupo de bombeo doble, para la utilización de la lámpara ultravioleta de descarga de Helio en PASC, así como para probar fugas, en diversos componentes de vacío.

© Jesús Manuel Sobrado Vallecillo (www.txus.es)