Trasduttori amperometrici e anelli di Rogowski per un monitoraggio energetico efficace

Il ruolo strategico del trasduttore nella misura della corrente

La transizione verso l’Industria 5.0 pone l’attenzione sull’ottimizzazione energetica e sulla digitalizzazione dei processi. Le aziende puntano a migliorare l’efficienza attraverso sistemi di monitoraggio avanzati, raccolta e analisi dei dati in tempo reale, e integrazione di tecnologie intelligenti. In questo contesto, la catena di misura dell’energia diventa protagonista, con un’enfasi particolare su strumenti di analisi energetica, software di gestione e piattaforme cloud per la supervisione centralizzata.

C’è però un aspetto spesso trascurato che può fare una differenza cruciale: la qualità della misura della corrente. I trasduttori amperometrici e gli anelli di Rogowski sono strumenti fondamentali per acquisire dati affidabili, ma finiscono spesso in secondo piano rispetto all’intera architettura di monitoraggio. Questo è un errore strategico. La precisione di ogni analisi energetica parte dalla corretta rilevazione della corrente, e la scelta del giusto trasduttore influisce direttamente sulla qualità del dato finale.

Conoscere a fondo questi strumenti e il loro corretto utilizzo permette non solo di evitare errori di misura che possono compromettere l’analisi, ma anche di individuare inefficienze nascoste, diagnosticare problemi elettrici e ottimizzare i consumi in tempo reale. Sottovalutare l’importanza di questi componenti significa compromettere l’intero processo di raccolta e interpretazione dei dati, vanificando in parte gli investimenti in sistemi di monitoraggio avanzati.

Con questo articolo, esploreremo nel dettaglio i trasduttori amperometrici e gli anelli di Rogowski, confrontandone le caratteristiche tecniche e le applicazioni ideali, con un focus particolare sulla misura delle piccole correnti. Comprendere quando e come utilizzare questi dispositivi può fare la differenza tra un monitoraggio superficiale e una vera ottimizzazione energetica.

Sul sito di Solintec puoi scoprire come ottimizzare la misura dell’energia attraverso l’uso corretto dei trasduttori.

Trasduttori amperometrici: funzionamento e caratteristiche

I trasduttori amperometrici sono progettati per rilevare la corrente elettrica attraverso tre principali tecnologie:

• Trasformatori di corrente (TA): Usati in sistemi a corrente alternata, questi dispositivi trasformano la corrente primaria in una secondaria proporzionale attraverso un circuito magnetico e un avvolgimento secondario.
• Effetto Hall: Utilizzato per la misura di correnti continue e alternate, il principio si basa sulla rilevazione della tensione di Hall generata quando un campo magnetico attraversa un materiale semiconduttore.
• Shunt di corrente: Un resistore di precisione inserito in serie al circuito misura la corrente indirettamente tramite la caduta di tensione.

Vantaggi dei trasduttori amperometrici

• Alta precisione, specialmente nei TA per la corrente alternata.
• Ideali per la misura di correnti elevate.
• Ampia diffusione in contesti industriali per protezioni e monitoraggio energetico.

Limiti

• Non adatti a risposte rapide su fenomeni transitori.
• Il trasformatore di corrente non funziona in corrente continua.
• In caso di correnti molto alte, il nucleo magnetico può saturarsi, alterando la misura.

Quando usarli:

• Misura di correnti elevate e stabili.
• Sistemi di protezione in impianti industriali.
• Monitoraggio dell’assorbimento energetico.

Solintec propone trasduttori amperometrici Seneca serie T201, affidabili e precisi, perfetti per impianti moderni.

Anelli di Rogowski: flessibilità e installazione rapida

Gli anelli di Rogowski sono dispositivi di misura basati su una bobina toroidale flessibile, priva di nucleo magnetico, progettata per avvolgersi facilmente attorno a conduttori elettrici. La loro struttura aperta e leggera li rende estremamente versatili, soprattutto negli ambienti industriali complessi o in presenza di conduttori di grandi dimensioni dove l’installazione di trasformatori di corrente tradizionali sarebbe complicata o invasiva.

Principio di funzionamento

Il funzionamento degli anelli di Rogowski si basa sulla legge di Faraday dell’induzione elettromagnetica. Quando la corrente elettrica attraversa un conduttore, genera un campo magnetico variabile. L’anello, avvolto intorno al conduttore, rileva la variazione di questo campo e produce una tensione proporzionale alla derivata della corrente nel tempo. Per ottenere il valore effettivo della corrente, il segnale in uscita viene elaborato tramite un circuito di integrazione, che può essere analogico o digitale, interno o esterno al dispositivo.

Vantaggi distintivi

• Installazione rapida e senza interruzioni: la flessibilità dell’anello permette di installarlo facilmente anche su impianti in esercizio, senza scollegare i cavi o interrompere la produzione.
• Assenza di nucleo magnetico: elimina completamente il rischio di saturazione, un limite tipico dei trasformatori di corrente tradizionali.
• Misura senza contatto elettrico diretto: garantisce un alto livello di sicurezza per l’operatore, ideale per ambienti ad alta tensione o con accessi difficili.
• Elevata risposta dinamica: eccellenti prestazioni nella misura di eventi transitori, picchi di corrente, armoniche e segnali ad alta frequenza.

Limiti da considerare

• Non idonei alla corrente continua: non potendo rilevare variazioni nulle del campo magnetico, gli anelli di Rogowski non misurano segnali DC.
• Necessità di circuiti di integrazione accurati: la qualità della misura dipende fortemente dalla precisione dell’integratore abbinato.
• Precisione inferiore in condizioni stazionarie: rispetto ai trasformatori di corrente, possono avere minore stabilità e accuratezza nella misura di correnti costanti a bassa frequenza.

Quando preferirli

Gli anelli di Rogowski trovano impiego ideale in una vasta gamma di applicazioni in cui la rapidità d’installazione, la sicurezza e la capacità di misurare segnali dinamici sono prioritari:

• Monitoraggi temporanei: perfetti per campagne di misura in impianti esistenti, senza necessità di modifiche strutturali.
• Analisi di qualità dell’energia: rilevamento di armoniche, sbalzi e disturbi che richiedono dispositivi a risposta rapida.
• Misura su cavi di grandi dimensioni o barre collettrici: laddove i trasformatori di corrente risultano ingombranti o incompatibili.

Trasduttori vs anelli di Rogowski: confronto diretto

Caratteristica	Trasduttore amperometrico	Anello di Rogowski
CaratteristicaCorrente continua	Trasduttore amperometricoSì (Hall,shunt)	Anello di RogowskiNo
CaratteristicaCorrente alternata	Trasduttore amperometricoSì	Anello di RogowskiSì
CaratteristicaPrecisione in regime stazionario	Trasduttore amperometricoAlta	Anello di RogowskiMedia
CaratteristicaMisura di transitori/armoniche	Trasduttore amperometricoLimitata	Anello di RogowskiOttima
CaratteristicaInstallazione su grossi conduttori	Trasduttore amperometricoPiù complessa	Anello di RogowskiMolto semplice
CaratteristicaSaturazione	Trasduttore amperometricoPossibile (TA)	Anello di RogowskiImpossibile
CaratteristicaIntegrazione necessaria	Trasduttore amperometricoNo	Anello di RogowskiSì

Misura delle piccole correnti: quale strumento scegliere?

Quando si tratta di rilevare correnti molto basse, la sensibilità e l’accuratezza diventano fondamentali. In questi casi, i dispositivi consigliati sono:

Shunt ad alta precisione

Ideali per correnti continue, soprattutto se abbinati a amplificatori a basso rumore.

Sensori a effetto Hall sensibili

Permettono di rilevare variazioni minime di campo magnetico. Utili anche per segnalare anomalie nei circuiti.

Anelli di Rogowski con elettronica dedicata

Se abbinati a circuiti di integrazione ad alta precisione, offrono buoni risultati anche in ambito industriale.

Trasduttori ottici

Tecnologia avanzata basata su variazioni della luce per misurare la corrente. Elevata sensibilità e isolamento totale.

Sensori e trasduttori: due mondi complementari

Nel lessico tecnico-industriale, i termini sensore e trasduttore vengono spesso utilizzati come sinonimi, ma in realtà descrivono due ruoli distinti, seppur strettamente collegati all’interno del processo di misura. Comprendere la differenza tra questi due dispositivi è fondamentale per progettare un sistema di monitoraggio realmente efficace, in grado di restituire dati utili e pronti all’elaborazione.

Il sensore è l’elemento che rileva direttamente una grandezza fisica – nel nostro caso, la corrente elettrica o il campo magnetico generato da essa. La sua funzione è captare l’informazione grezza proveniente dall’ambiente circostante, trasformandola in un segnale elettrico proporzionale. Alcuni esempi di sensori per la misura di corrente includono:

• sensori a effetto Hall;
• bobine Rogowski;
• resistori shunt;
• sensori ottici per alte frequenze o isolamento galvanico completo.

Il trasduttore, invece, svolge una funzione più elaborata: prende il segnale generato dal sensore e lo adatta, converte o condiziona affinché sia compatibile con il sistema di elaborazione a valle. Questo può significare amplificare il segnale, convertirlo in un formato standard (come 4-20 mA o 0-10 V), linearizzarlo o filtrarlo da eventuali disturbi.

In ambito industriale, il trasduttore è il vero punto di collegamento tra il campo e l’intelligenza digitale. È il componente che permette l’integrazione efficace con PLC, sistemi SCADA, BMS, edge device e piattaforme cloud. Senza un trasduttore adatto, il segnale raccolto dal sensore non sarebbe interpretabile dal sistema di supervisione o controllo.

Perché considerarli complementari?

La complementarità tra sensori e trasduttori è un principio tecnico consolidato, ma oggi assume una nuova rilevanza. Nell’Industria 5.0, la misura non è più solo un dato tecnico: è il punto di partenza per creare valore, guidare decisioni automatizzate, abilitare manutenzione predittiva e ridurre gli sprechi.

Per questo motivo, non basta rilevare un dato: è necessario che quel dato sia già pronto per essere elaborato, interpretato e condiviso nei sistemi digitali. Solo una sinergia efficace tra sensore e trasduttore permette di costruire una catena del segnale solida, continua e integrabile in architetture complesse, come quelle basate su IoT, cloud e intelligenza artificiale.

I trasduttori in ottica Industria 5.0

L’Industria 5.0 rappresenta un’evoluzione che va oltre l’automazione e l’efficienza produttiva: è un modello incentrato sulla collaborazione tra uomo e macchina, sulla sostenibilità e sulla personalizzazione intelligente dei processi. In questo scenario, la raccolta di dati precisi e affidabili diventa un prerequisito essenziale per ogni decisione industriale.

I trasduttori di corrente, spesso considerati semplici componenti tecnici, diventano in realtà elementi strategici nella catena del valore digitale. Sono il punto di partenza di qualunque sistema di monitoraggio energetico e rappresentano la prima interfaccia tra il mondo fisico dell’energia e il mondo digitale dell’analisi.

Un trasduttore in ottica Industria 5.0 deve rispondere a requisiti sempre più stringenti:

• Precisione elevata e stabilità nel tempo, per alimentare algoritmi predittivi e analisi basate su intelligenza artificiale senza errori o deviazioni;
• Compatibilità con sistemi digitali avanzati, come piattaforme IoT, SCADA, PLC e soluzioni cloud per l’elaborazione in tempo reale;
• Capacità di auto-diagnosi e feedback intelligente, per integrare logiche di manutenzione predittiva e allarmi automatici in caso di comportamenti anomali;
• Scalabilità e modularità, per adattarsi a impianti in evoluzione e a nuove esigenze senza dover riprogettare l’intera infrastruttura di misura.

Inoltre, in un’ottica sostenibile, i trasduttori devono contribuire attivamente al risparmio energetico, rendendo visibili gli sprechi, individuando assorbimenti anomali e favorendo strategie di ottimizzazione.

Scegliere il trasduttore giusto fa la differenza

Affidarsi a un trasduttore di qualità è una scelta strategica. I trasduttori amperometrici sono perfetti per misure statiche e continue nel tempo, mentre gli anelli di Rogowski eccellono nei contesti dinamici, ad alta frequenza o dove la facilità di installazione è cruciale.

Infine, per misure di correnti deboli, è fondamentale utilizzare soluzioni ad alta sensibilità come shunt o sensori Hall evoluti.

Per chi cerca trasduttori affidabili e soluzioni su misura per la misura della corrente, Solintec offre una gamma completa di dispositivi, come la serie T201 di Seneca, e consulenza tecnica per ogni esigenza.

In un’industria sempre più orientata alla responsabilità ambientale e alla riduzione dell’impatto energetico, il dato raccolto dal trasduttore non serve solo a “misurare”, ma a creare consapevolezza. È il primo passo per costruire dashboard evolute, KPI energetici e strategie operative intelligenti.

Solintec promuove un approccio integrato in cui la qualità della misura è il fondamento di ogni progetto energetico avanzato. Investire in trasduttori affidabili, precisi e digital-ready significa abilitare una transizione industriale reale verso un futuro più sostenibile e connesso.