¿Cómo funcionan los sensores Wiegand?
Principio de funcionamiento Wiegand
Los sensores Wiegand permiten la detección magnética bipolar sin necesidad de aplicar tensión o corriente externas. El material de estos sensores tiene unas propiedades especiales que permiten que se produzcan pulsos constantes con cada cambio de polaridad del campo magnético. Además de la detección magnética, se puede alimentar la electrónica de muy bajo consumo recolectando la energía de un solo pulso. Además, los pulsos sucesivos pueden almacenarse para compensar la demanda de energía de los circuitos, o utilizarse para "activar" circuitos electrónicos alimentados de forma intermitente. Esto lo convierte en el sensor magnético perfecto para las aplicaciones de bajo consumo y ahorro de energía.
¿Cómo se diferencia el efecto Wiegand?
El impulso eléctrico generado por un hilo Wiegand es muy breve, pero su intensidad permanece casi constante, independientemente de la rapidez o lentitud con la que cambie el campo magnético externo. Esto es precisamente lo que hace único al efecto Wiegand: aunque las dinamos simples -donde también se utiliza la inducción electromagnética- son eficaces para convertir el movimiento rotatorio en energía eléctrica, su potencia de salida varía en función de la velocidad de rotación. Al girar lentamente, los niveles de potencia en la dinamo pueden ser demasiado bajos para resultar útiles. En ese caso, el alambre Wiegand permite que la cantidad de energía eléctrica generada con cada inversión del campo magnético se mantenga constante en un amplio intervalo de velocidades.
Las recientes mejoras en la producción de energía generada por dispositivos Wiegand y la llegada de una nueva generación de chips electrónicos ultraeficientes dirigidos a las comunicaciones inalámbricas, se traduce en una tecnología muy prometedora, especialmente en el nuevo y emocionante ámbito del Internet de las Cosas (IoT).
¿Tiene alguna duda o puede imaginar cómo utilizar la tecnología Wiegand en su aplicación concreta? Nuestros expertos en tecnología siempre están dispuestos a resolver sus dudas o analizar sus aportaciones.
Póngase en contacto con nosotrosHistoria de la tecnología Wiegand
Wiegand es un fenómeno físico descubierto en la década de 1970 por John Wiegand, inventor estadounidense que comprobó que estirar y torsionar repetidamente un trozo de alambre ferromagnético podía alterar sus propiedades magnéticas. Al exponer una muestra de "alambre Wiegand" a un campo magnético externo inverso, inicialmente conserva su estado magnético original. No obstante, cuando la intensidad del campo externo alcanza un umbral crítico, un segmento del hilo que es magnéticamente blando sufre la inversión de su polaridad de forma brusca.
Historia de la tecnología Wiegand
Este cambio se produce en unos microsegundos y puede captarse para inducir un pulso de corriente eléctrica en una fina bobina de cobre que rodea el alambre. Denominamos 'sensor Wiegand' a la combinación de un alambre Wiegand corto y una bobina de cobre a su alrededor. Estos se encuentran disponibles comercialmente en UBITO en formato SMD (dispositivo de montaje superficial).
Fabricación de alambre Wiegand
El proceso de fabricación del alambre Wiegand implica el recocido de una bobina de alambre de Vicalloy (aleación ferromagnética de vanadio, hierro y cobalto) y, seguidamente, el estiramiento y la torsión simultáneos del alambre. Este agresivo trabajo en frío altera la estructura cristalina del metal y da lugar a dos regiones diferenciadas: un núcleo interior y una envoltura exterior, cuyos niveles de coercitividad magnética son notablemente diferentes. La coercitividad es una propiedad de los materiales ferromagnéticos que define la facilidad con la que el material puede llegar a ser magnetizado por un campo magnético externo. Los materiales magnéticamente blandos, como el acero templado, presentan una baja coercitividad y cambian fácilmente su estado magnético. Los materiales magnéticamente duros, como las aleaciones empleadas en la fabricación de imanes permanentes, mantienen sin cambios su estado magnético a menos que se vean expuestos a campos externos muy intensos. Es precisamente la interacción de ambas regiones la que provoca que el alambre alcance un alto nivel de histéresis magnética. John Wiegand y sus colaboradores determinaron, mediante ensayo y error, la "fórmula" para producir un lote adecuado de alambre Wiegand. Crearon una máquina para producir alambre Wiegand que consta de una serie de bastidores giratorios que estiran, torsionan y enderezan el hilo a distintas velocidades. FRABA adquirió esta maquinaria junto con las pruebas y notas de laboratorio de John Wiegand. Desde entonces, las investigaciones realizadas por FRABA y sus socios han derivado en la automatización de este proceso y su optimización en materia de calidad y consistencia.
