Correnti parassite - Principio di misura

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Come funziona la misura di spostamento senza contatto sui materiali metallici


Le correnti parassite, dette anche correnti di Foucault, sono correnti elettriche indotte che si formano all'interno di un materiale conduttore quando è esposto a un campo magnetico variabile. Occupano una posizione particolare tra i metodi di misura induttivi: il principio si basa sulla perdita di energia di un circuito oscillante, causata proprio dalla generazione di queste correnti nel bersaglio metallico. Sfruttate in modo controllato, permettono di misurare distanza e spostamento senza contatto con grande precisione; quando invece sono indesiderate, generano perdite di energia e riscaldamento. Comprenderne il principio è la base per scegliere correttamente un sistema di misura a correnti parassite.

Schema del principio di misura a correnti parassite su bersaglio metallico

Come funziona la misura a correnti parassite


Il sensore contiene una bobina percorsa da corrente alternata ad alta frequenza, che genera un campo magnetico. Quando un bersaglio metallico si avvicina, questo campo induce al suo interno le correnti parassite, che a loro volta creano un campo opposto a quello primario. Il risultato è una variazione di impedenza della bobina, proporzionale alla distanza del bersaglio. Misurando questa variazione, il sistema ricava con precisione lo spostamento, sfruttando frequenze molto stabili e una linearizzazione dedicata del segnale.

Bobina del sensore e correnti di Foucault nel target metallico

Dove si sfruttano le correnti parassite

Il principio a correnti parassite è alla base di molti sensori di spostamento induttivi, impiegati dove serve misurare senza contatto su metalli in condizioni difficili. Trova applicazione nel controllo di mandrini e alberi rotanti, nel monitoraggio di vibrazioni e gioco nelle turbomacchine, e nei banchi prova, perché resiste a sporco, olio, pressione e alte temperature. La stessa fisica è sfruttata anche nei sistemi di frenatura a induzione e nel controllo non distruttivo dei materiali.

Vantaggi e limiti del principio

Tra i punti di forza, la misura a correnti parassite funziona su qualsiasi metallo, ferromagnetico o non ferromagnetico, con sensori di dimensioni molto ridotte e un'elevata immunità a polvere, umidità, olio e disturbi elettromagnetici. Offre inoltre ampi campi di temperatura di esercizio e alta precisione. Vanno però considerati alcuni limiti: il segnale dipende dalle caratteristiche elettriche e magnetiche del bersaglio, per cui ogni sistema richiede taratura e linearizzazione dedicate, e la lunghezza del cavo è vincolata dalla frequenza dell'oscillatore.

Correnti parassite indotte in un materiale conduttore da un campo magnetico

Misurare con le correnti parassite


Le correnti parassite non sono solo un fenomeno da conoscere: sono la base di strumenti di misura molto precisi. Se devi misurare spostamento o distanza senza contatto su un bersaglio metallico, i nostri ingegneri ti aiutano a scegliere la tecnologia adatta tra i sensori di distanza e spostamento, in base alla tua applicazione e alle sue condizioni di lavoro.


Scopri i sensori di spostamento induttivi

FAQ

Le correnti parassite sono correnti elettriche che si generano spontaneamente all'interno di un materiale conduttore quando questo è immerso in un campo magnetico variabile. Prendono il nome anche di correnti di Foucault. Circolano in anelli chiusi dentro il metallo e si oppongono alla variazione del campo che le ha generate, secondo la legge di Lenz.

Non c'è differenza: correnti parassite e correnti di Foucault sono due nomi per lo stesso fenomeno. Il termine di Foucault deriva dal fisico che le studiò, mentre parassite richiama il fatto che spesso sono un effetto indesiderato. In ambito di misura si usano entrambe le espressioni in modo equivalente.

Nelle macchine elettriche si riducono suddividendo il nucleo in lamierini sottili isolati tra loro, che spezzano i percorsi delle correnti indotte, e impiegando materiali ad alta resistività elettrica. Questi accorgimenti limitano le perdite di energia e il riscaldamento causati dal fenomeno, migliorando l'efficienza di trasformatori e motori.

Sì, si generano in qualsiasi materiale elettricamente conduttivo, sia ferromagnetico come l'acciaio sia non ferromagnetico come alluminio o rame. Nei sensori di misura questo permette di lavorare su un'ampia gamma di bersagli metallici; l'intensità dell'effetto cambia però con il materiale, per cui il sistema va tarato sul metallo specifico.

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