Los ingenieros que trabajan en los sistemas electrónicos están acostumbrados al cambio, impulsado tradicionalmente por las continuas reducciones de costes que ha hecho posible la Ley de Moore, y actualmente por el auge de las tecnologías que permiten la conectividad, desde el internet de las cosas (IoT) hasta el metaverso. Las pruebas y mediciones son un componente esencial de la capacidad de cualquier organización de ingeniería para desarrollar sus productos. Esto sitúa a los fabricantes de equipos de prueba a la vanguardia de esta continua evolución para satisfacer las exigencias del mercado.

Una clara fuerza motriz tras el desarrollo de nuevos equipos de prueba es la forma en que los fabricantes trabajan con los clientes para determinar los retos que afrontan los ingenieros. Aunque se sigue prestando atención a mejorar la precisión y el ancho de banda de las mediciones, muchos de los cambios en el diseño se deben a la forma en que se utilizan los instrumentos.

“Lo esencial son los clientes. Diseñaremos los productos según la forma en que ellos los utilizarán. Es crucial facilitarles su labor", comenta Justin Sheard, Senior Engineer and Industrial Imaging Specialist de Fluke.

Bradley Odhner, Technical Marketing Manager for Tektronix and Keithley, está de acuerdo y señala que la empresa emplea a personas cuya función principal es realizar este tipo de trabajo con el cliente. "Dedicamos mucho tiempo a hablar con los clientes para saber qué necesitan ahora, pero sobre todo qué van a necesitar dentro de unos años".

Los clientes inspiran las nuevas funcionalidades
El enfoque en los clientes permite conocer no solo la forma en que los ingenieros interactúan con las herramientas, sino también el tipo de funcionalidades que deben admitir los nuevos instrumentos. Por ejemplo, la eficiencia energética ya es uno de los principales intereses de muchos equipos de ingeniería. Actualmente la disponibilidad y el coste medioambiental de los recursos que se usan en los productos fabricados son cada vez más importantes para la sociedad y, por tanto, para los equipos de ingeniería de productos. Kai Scharrmann, Head of Sales for Hioki Europe, destaca la labor que se está realizando en el diseño de las baterías. "Las celdas que se están desarrollando se centran en apiñar más energía en el mismo espacio, o incluso en menos. Ese no es el único requisito. También se fomenta bastante la reducción de la cantidad de elementos contaminantes y difíciles de obtener, como el cobalto. Las baterías más recientes son mucho más ecológicas, ya que incluyen solo una fracción de cobalto en comparación con las de hace una década".

Estos intereses del mercado a su vez fomentan las capacidades que los fabricantes incluyen en sus equipos de prueba. No ha sido fácil encontrar alternativas al cobalto, porque con frecuencia han demostrado degradarse con el tiempo. Las mediciones repetidas y automatizadas durante las pruebas de estrés serán importantes para identificar las químicas y los algoritmos de control de carga posibles, lo que las convierte en características importantes en los equipos de prueba.

La demanda de nuevas soluciones puede generar formas novedosas de instrumentación, dice Sheard. "Nuestra misión es hacer que el mundo siga funcionando. Creamos herramientas para ponerlas en manos de quienes mantienen las operaciones en marcha, y esto se aplica a muchos productos diferentes". Sheard señala el ejemplo del mantenimiento de los motores industriales y las herramientas de maquinarias. "Los motores, rodamientos y otros componentes mecánicos son subsistemas que conforman la esencia de una fábrica, pero su mantenimiento es costoso".

Un gran problema es que muchas técnicas de análisis convencionales solo pueden examinar la superficie de estas piezas móviles. No obstante, al poder penetrar en el material, las ondas acústicas pueden revelar mucho más a los técnicos e ingenieros de mantenimiento al mostrar la presencia de fallos en el interior de los rodamientos y motores. Para incorporar las imágenes acústicas a las plantas de producción, Fluke ha integrado imagen acústica a sus instrumentos portátiles ii900 y ii910. "Las imágenes acústicas están haciendo ahora lo que hicieron hace 10, 15 o 20 años las imágenes térmicas al revolucionar la fabricación y el mantenimiento preventivo", explica Sheard.

Mejoras en la usabilidad
El enfoque en las necesidades de los clientes ha llevado a fabricantes como Tektronix a replantearse las interfaces de usuario de sus instrumentos para ayudar a los clientes a realizar las mediciones que necesitan con mayor rapidez. "Hemos visto la tendencia entre los ingenieros de querer poder hacer las cosas más rápido y más fácilmente", explica Odhner. El primer paso fue idear una interfaz novedosa diseñada desde cero a la que los clientes respondieron de forma positiva. "Esa nueva interfaz de usuario se convirtió en la interfaz de usuario actual de nuestros osciloscopios de las series 3, 4, 5 y 6".

Gracias al creciente contenido de instrumentación de software, no es necesario esperar a un nuevo hardware para aprovechar las mejoras en la usabilidad. "Los clientes pueden simplemente descargar la última versión del software y obtener retroactivamente todas las funciones que se han añadido", dice Mike Purday, Manager of the EMEA region for Pico Technology. "En estos momentos estamos trabajando en una nueva gran actualización que beneficiará de forma gratuita a quienes ya tengan un PicoScope".

La tecnología avanzada influye en el desarrollo de sistemas de menor coste
Algunas de las capacidades que se incorporarán a los instrumentos convencionales en el futuro ya están disponibles en productos especializados en la actualidad. A medida que se reduce el coste de la electrónica gracias a la curva de aprendizaje de los productos, los avances en el desarrollo se incorporan en los sistemas de menor coste. "Es la misma situación que se da en la Fórmula 1, donde las empresas automovilísticas comunes invierten en equipos de carreras de alto nivel. Todo el equipamiento y la tecnología de alto nivel que se ha incluido en los coches de carreras, al cabo de un tiempo se traslada a los coches normales producidos en serie. Aplicamos el mismo enfoque al desarrollo de nuestros productos", dice Scharrmann. "Hoy en día fabricamos sensores de corriente especializados que permiten medir 800 A a 4 MHz. Esa tecnología, esos conocimientos y esa experiencia se traspasan a un medidor estándar, por ejemplo. Esta es una de las razones por las que nuestras pinzas amperimétricas son tan precisas".

Mike Hoffman, Manager of the EMEA region for Pico Technology, ve el mismo efecto en los osciloscopios. "Hemos visto en el pasado cuando un osciloscopio de 1 GHz era el Ferrari de los osciloscopios. Luego, con el tiempo, a medida que la tecnología avanza, lo que se necesitaba para crear un osciloscopio de 1GHz se vuelve más barato de producir. Eso o nos inventamos nuevas formas de construirlo y hacerlo más asequible".

Los fabricantes de equipos de pruebas están pendientes de los avances en la investigación en ámbitos aún más amplios. Esto les ayuda a identificar las tecnologías que pueden incorporar a los instrumentos de vanguardia. "Dedico buena parte de mi tiempo todos los meses a leer artículos científicos en revistas, no solo para enterarme cuál es la tecnología de moda, sino también para ver qué pruebas hacen esos científicos para evaluar sus tecnologías", comenta Odhner, y añade que este tipo de circuitos de medición serán importantes para ampliar la gama de instrumentos existentes y crear nuevos tipos de productos. "Empiezan en la investigación temprana y pasan a la fabricación en masa hasta que acaban por generalizarse".

Marcar nuevas pautas para la innovación
Por último, la normalización es un área que las empresas de pruebas monitorizan y en la que participan activamente. El Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) y otros organismos similares fomentan activamente la capacidad y el rendimiento de PCIe, Ethernet, WiFi y otros estándares de comunicación. Los fabricantes de instrumentos de prueba desempeñan un papel activo en muchos de estos organismos. "En el caso de PCIe, por ejemplo, nos sentamos en esas juntas para intentar definir la norma y también con el fin de conocer su futuro para poder empezar a desarrollar equipos que la aprueben", comenta Odhner.

Otro aspecto de la participación en los organismos de normalización, así como de las interacciones con el mundo académico, es la necesidad de garantizar que los protocolos desarrollados puedan probarse de forma efectiva y determinar si se necesitan métodos alternativos. "Al hablar de mediciones de bajo nivel, una de las primeras preguntas que uno quiere poder hacer es: ¿qué tan bajo puedo medir? Existen límites fundamentales", explica Odhner. "El universo no nos permite medir ciertas tensiones en ciertos materiales de resistencia porque, de hecho, uno se encuentra con el principio de incertidumbre. En nuestro universo existen límites físicos para lo que se puede medir".

La tecnología seguirá cambiando, pero los fabricantes de equipos de prueba han asumido esa realidad adaptándose para responder de forma oportuna, garantizando que los ingenieros dispongan de las soluciones de prueba que necesitan para impulsar la innovación y completar sus proyectos.

Autor: Cliff Ortmeyer, Global Head of Technical Marketing de Farnell