Ejercicio 1. Control de la puerta de un autobús  El control de apertura y cierre de la puert...

Ejercicio 1.

Control de la puerta de un autobús 

El control de apertura y cierre de la puerta de un autobús es llevada acabo por el chofer que acciona una palanca, pero sólo podrá operar si el autobús está parado( es decir, con el freno de mano accionado). Además por normativa de seguridad, todos los autobuses deben tener un pulsador exterior de apertura en caso de emergencia. El control exterior e interior van conectados por una válvula selectora de caudal. Por último se puede regular la apertura y cierre. 

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Ejercicio 2.

Estampadora neumática 

Máquina que aprovecha la deformación plástica del material para crear mediante un golpe de estampa una determinada forma; Por ejemplo la acuñación de monedas. Utilizamos un cilindro de simple efecto que portará la matriz estampa, cuya velocidad de golpe se garantiza con un regulador unidireccional. Es asociada por un operario mediante un pulsador de seta, de forma que solo estará operativo cuando una mampara de metacrilato se cierre pisando un final de carrera e impidiendo que el brazo del operario acceda por accidente a la herramienta.

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Ejercicio 3 
Ejercicio 4
Ejercicio 5 

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Ejercicio 1

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Ejercicio2

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Que es un giroscopio? Los giroscopios, o girómetros, son dispositivos que miden o mantienen ...

Que es un giroscopio?

Los giroscopios, o girómetros, son dispositivos que miden o mantienen el movimiento de rotación. MEMS (sistemas microelectromecánicos) giroscopios son pequeños sensores, de bajo costo para medir la velocidad angular. Las unidades de velocidad angular se miden en grados por segundo (° / s) o revoluciones por segundo (RPS). La velocidad angular es simplemente una medida de la velocidad de rotación.

Los giroscopios, similares al anterior, se pueden utilizar para determinar la orientación y se encuentran en la mayoría de los sistemas de navegación autónoma. Por ejemplo, si quieres balancear un robot, el giroscopio se puede utilizar para medir la rotación de la posición balanceada y enviar las correcciones a un motor.

Como funciona un giroscopio?

Cuando un objeto gira alrededor de un eje obtiene algo llamado velocidad angular. Una rueda que gira puede ser medida en revoluciones por segundo (RPS ) o grados por segundo (° / s ) .
Imagínate que la rueda da vuelta una vez por segundo. Tendría una velocidad angular de 360 grados por segundo. La dirección de rotación también es importante. ¿Es en sentido con las manijas del reloj alrededor del eje, o es en sentido contrario a las manijas del reloj alrededor del eje?

Un giroscopio MEMS de tres ejes, puede medir la rotación alrededor de tres ejes: x, y, z. Algunos giroscopios vienen en variedades de uno y de dos ejes, pero el giroscopio de tres ejes en un solo chip se está volviendo más pequeño, más barato, y más popular.

Los giroscopios son a menudo utilizados en objetos que no rotan muy rápido. Los aviones (por suerte) no giran. En vez rotan algunos grados en cada eje. Al detectar estos pequeños cambios, los giroscopios ayudan a estabilizar el vuelo del avión. También, observe que la aceleración o la velocidad lineal del avión no afectan la medición del giroscopio. Los giroscopios solo miden velocidad angular.

Como detecta el giro un giroscopio?

Cuando se hace girar el giroscopio, una pequeña masa se desplaza a medida que cambia la velocidad angular. Este movimiento se convierte en señales eléctricas de muy baja corriente que pueden ser amplificadas y leídas por un microcontrolador.


Como seleccionar un giroscopio?

Hay muchas especificaciones a tener en cuenta al seleccionar un giroscopio. Aquí están algunos de los más importantes los:

Alcance: El rango de medición, o rango de escala completa, es la velocidad angular máxima que el giroscopio puede leer.

Sensibilidad: La sensibilidad se mide en mV por grado por segundo ( mV / ° / s ) . No deje que la dimensión extraña de este valor te asuste . Se determina la cantidad de los cambios de voltaje para una velocidad angular dada. Por ejemplo , si se especifica un giroscopio con una sensibilidad de 30 mV / ° / s y se ve un cambio de 300 mV en la salida, esto quiere decir que el giroscopio rota a 10 º / s.
Off set: Al igual que con cualquier sensor, los valores que son medidos contendrán cierta cantidad de error o corrimiento. Usted puede ver el corrimiento midiendo la salida cuando el giroscopio se encuentre estático. Aunque se podría pensar que se vería 0°/s, siempre se verá un ligero error distinto de cero en la salida. Estos errores son a veces llamados desplazamiento de la polarización. La temperatura del sensor afecta en gran medida el error. Para ayudar a minimizar el origen de este error, la mayoría de los giroscopios han incorporado un sensor de temperatura. Por lo tanto , usted es capaz de leer la temperatura del sensor y corregir cualquier temperatura o cambios dependientes. Con el fin de corregir estos errores, el giróscopo debe ser calibrado. Esto se hace generalmente al mantener el giroscopio quieto y reduciendo a cero de todas las lecturas en el código.

Que es un termopar? Un termopar es un sensor para medir la temperatura. Se compone de dos meta...

Que es un termopar?

Un termopar es un sensor para medir la temperatura. Se compone de dos metales diferentes, unidos en un extremo. Cuando la unión de los dos metales se calienta o enfría, se produce una tensión que es proporcional a la temperatura.

Como funciona un termopar?

El calentamiento de la junta de medición provoca una tensión eléctrica, aproximadamente proporcional a la temperatura. (Efecto termoeléctrico, efecto Seebeck). Esta tensión  se debe a dos factores: 
-la densidad de electrodos diferentes de los dos materiales 
-la diferencia de temperatura entre punto caliente y punto frio.
Esto significa que un termopar no mide la temperatura absoluta sino la temperatura diferencial entre:

Junta caliente (hot junction)
Junta fría (cold junction)

Dado que la medición de la tensión eléctrica se suele realizar en temperatura ambiental, el valor de tensión indicaría un valor de temperatura demasiado bajo ya que se resta la temperatura ambiental. Para mantener el valor para la temperatura absoluta se aplica la “compensación de la junta fría”

Tipos de termopar

Los termopares están disponibles en diferentes combinaciones de metales o calibraciones para adaptarse a diferentes aplicaciones. Los tres más comunes son las calibraciones tipo J, K y T, de los cuales el termopar tipo K es el más popular debido a su amplio rango de temperaturas y bajo costo.

Tipo K (cromel/alumel): con una amplia variedad aplicaciones, está disponible a un bajo costo y en una variedad de sondas. El cromel es una aleación de Ni-Cr, y el alumel es una aleación de Ni-Al. Tienen un rango de temperatura de –200 °C a +1372 °C y una sensibilidad 41 µV/°C aproximadamente. Posee buena resistencia a la oxidación.


Tipo E (cromel/constantán [aleación de Cu-Ni]: no son magnéticos y gracias a su sensibilidad, son ideales para el uso en bajas temperaturas, en el ámbito criogénico. Tienen una sensibilidad de 68 µV/°C.

Tipo J (hierro/constantán): su rango de utilización es de –270/+1200 °C. Debido a sus características se recomienda su uso en atmósferas inertes, reductoras o en vacío, su uso continuado a 800 °C no presenta problemas, su principal inconveniente es la rápida oxidación que sufre el hierro por encima de 550 °C; y por debajo de 0 °C es necesario tomar precauciones a causa de la condensación de vapor de agua sobre el hierro.

Tipo T (cobre/constantán): ideales para mediciones entre -200 y 260 °C. Resisten atmósferas húmedas, reductoras y oxidantes y son aplicables en criogenia. El tipo termopar de T tiene una sensibilidad de cerca de 43 µV/°C.

Tipo N (nicrosil [Ni-Cr-Si]/nisil [Ni-Si]): es adecuado para mediciones de alta temperatura gracias a su elevada estabilidad y resistencia a la oxidación de altas temperaturas, y no necesita del platino utilizado en los tipos B, R y S, que son más caros.

Por otro lado, los termopares tipo B, R y S son los más estables, pero debido a su baja sensibilidad (10 µV/°C aprox.) generalmente son usados para medir altas temperaturas (superiores a 300 °C).

Tipo B (Pt-Rh): son adecuados para la medición de altas temperaturas superiores a 1800 °C. Los tipo B presentan el mismo resultado a 0 °C y 42 °C debido a su curva de temperatura/voltaje, limitando así su uso a temperaturas por encima de 50 °C.

Tipo R (Pt-Rh): adecuados para la medición de temperaturas de hasta 1300 °C. Su baja sensibilidad (10 µV/°C) y su elevado precio quitan su atractivo.

Tipo S (Pt/Rh): ideales para mediciones de altas temperaturas hasta los 1300 °C, pero su baja sensibilidad (10 µV/°C) y su elevado precio lo convierten en un instrumento no adecuado para el uso general. Debido a su elevada estabilidad, el tipo S es utilizado para la calibración universal del punto de fusión del oro (1064,43 °C).

Los termopares con una baja sensibilidad, como en el caso de los tipos B, R y S, tienen además una resolución menor. La selección de termopares es importante para asegurarse que cubren el rango de temperaturas a determinar.

Como escojo un termopar?

Debido a que un termopar mide en amplios rangos de temperatura y puede ser relativamente resistente, los termopares se usan con mucha frecuencia en la industria. Se usan los siguientes criterios para seleccionar un termopar: 

-Rango de temperatura
-Resistencia química del termopar o material de la funda
-Resistencia a la abrasión y la vibración 
-Requisitos de instalación (es posible que sea necesario que sea compatible con el equipo existente; los orificios existentes podrían determinar el diámetro de la sonda)

Referencias 

Que es el dinamo tacométrica? Una dinamo es un generador de tensión. Convierte energía mecánic...

Que es el dinamo tacométrica?

Una dinamo es un generador de tensión. Convierte energía mecánica en energía eléctrica.

Si colocamos una espira de hilo de un material conductor, capaz de girar libremente, en el campo magnético entre los polos opuestos de dos imanes, y la hacemos girar, en los extremos abiertos de la espira podemos medir una tensión proporcional a la intensidad del campo magnético, el área de la espira y la velocidad angular. En este principio se basa el funcionamiento de la dinamo tacométrica. Consiste en dos imanes semicilíndricos opuestos y una bobina capaz de girar en su interior. Mediante un colector y un sistema de escobillas, se recoge la tensión de salida.

Dinamo tacométrica conectado a un motor 

Cuando la dinamo se acopla mecánicamente a un eje capaz de girar, entrega un tensión proporcional a la velocidad angular del eje ω. Basándose en este principio, este componente se utiliza para medir velocidad angular. Su principal aplicación es la medida de la velocidad de giro de motores anemómetros etc. 

Tipos de tacométrica

Podemos encontrar dos tipos de dinamo tacométrica, una entregan a su salida una tensión continua pulsante, con frecuencia y magnitud proporcional a la velocidad y otras que dan una tensión continua, proporcional a la velocidad. Las segundas no requieren un acondicionador muy complejo, ya que basta con un filtro para eliminar el rizado, y un amplificador. 

Las primeras requieren un circuito acondicionador de señal más complejo, por otra parte se puede utilizar la frecuencia como parámetro de medida con un circuito convertidor de tensión a frecuencia. Esta opción ofrece buena exactitud en la medida aunque el tiempo de respuesta es mayor, debido a la electrónica.

Medición 

En el caso de la dinamo cuya salida es una tensión continua el acondicionador es muy simple. Basta un filtro RC y un amplificador. Con la dinamo de salida pulsante podemos rectificar (alisar) la salida y aplicar el mismo circuito. 

También podemos utilizar un acondicionador de señal más complejo, como un convertidor de frecuencia a tensión. En torno al circuito integrado LM2907 se puede implementar un convertidor frecuencia tensión

Que es un LVDT? Es un dispositivo de sensado de posición que provee una salida de C.A. propor...

Que es un LVDT?

Es un dispositivo de sensado de posición que provee una salida de C.A. proporcional al desplazamiento de núcleo que pasa a través de sus arrollamientos.  

Los sensores de distancia tipo LVDT son elementos de medida inductivos. Se basan en el principio inductivo de transformador de núcleo variable. Esto permite que un movimiento lineal del núcleo en el interior del cuerpo del sensor provoque una variación de inducción entre primario y secundario, lo que se traduce en un cambio de señal de salida, proporcional a ese desplazamiento.

Como funciona un LVDT?

El transformador posee tres bobinas dispuestas extremo con extremo alrededor de una barra. La bobina central es el devanado primario y las externas son los secundarios. Un núcleo ferromagnético de forma cilíndrica, sujeto al objeto cuya posición desea ser medida, se desplaza respecto a las bobinas a lo largo del eje de la barra.

Cuando una corriente alterna circula a través del primario, causa un voltaje que es inducido a cada secundario proporcionalmente a la inductancia mutua con el primario. La frecuencia del oscilador que causa la corriente alterna está en el rango de 1 a 10 kHz.

A medida que el núcleo se mueve, la inductancia mutua cambia, causando que el voltaje inducido en el secundario cambie. Las bobinas están conectadas en serie pero invertidas, así que el voltaje de salida es la diferencia (por eso es "diferencial") entre los dos voltajes secundarios. Cuando el núcleo está en su posición central, se encuentra equidistante a los dos secundarios, los voltajes inducidos son iguales pero de signo opuesto, así que el voltaje de salida es cero.

Cuando el núcleo es desplazado en una dirección, el voltaje en una bobina aumenta mientras que en la otra disminuye, causando que el voltaje de salida también aumente desde cero hasta su máximo

El LVDT provee una relación lineal entre el desplazamiento y el voltaje, mientras el núcleo se exponga  a todas las espiras del bobinado primario 

Caracteristicas y ventajas 

-Extremadamente preciso 
-Alta resolución 
-Vida útil larga
-Insensible a interferencias 
-Resistencia a los ambientes difíciles (Humedad, polvo, etc)
-Robusto 
-Resistencia a la aceleración 
-Fácil instalación  
Referencias
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Que es la magnetostricción? Ciertos materiales experimentan un cambio de dimensiones cuando so...

Que es la magnetostricción?

Ciertos materiales experimentan un cambio de dimensiones cuando son sometidos a un campo magnético. Este cambio de dimensiones se produce en la dirección del campo magnético aplicado y puede resultar en un alargamiento o acortamiento, dependiendo del material y de la magnitud de campo magnético aplicado.

Que es pasa si combino la magnetostricción y eléctricidad?

Si envuelve una bobina alrededor de una barra de hierro y alimentar la bobina con una corriente eléctrica, el campo magnético que produce alarga ligeramente la barra. Un rápido cambio de la barra de hierro actual vibrará en respuesta. Si alguna vez has oído un zumbido procedente de un transformador, es a partir de esta vibración.

El efecto villari 

El efecto contrario también se produce. Si comprime una barra de hierro en un vicio, que afectará a sus propiedades magnéticas. Los científicos llaman a esto el efecto Villari. Un material magnetoestrictivo dentro de una bobina va a cambiar las propiedades electromagnéticas de la bobina como una función de la presión y la fuerza ejercida sobre el material. Este es un tipo de transductor magnetoestrictivo llamado un sensor de fuerza.

Otros sensores miden la velocidad de un pulso de sonido en un cable magnetoestrictivo. Un imán permanente cerca del alambre pone un pequeño giro en el alambre cuando una corriente que fluye a través de él. Si el imán se mueve, la posición de la torsión se mueve con él. El sensor mide el tiempo que tarda el pulso de sonido en viajar desde el giro al final del cable. El sensor es correcta y funciona sin fricción y el desgaste.

Sensores de distancia magnetostrictivos

Los sensores de distancia magnetostrictivos o sensores de imán, basan su funcionamiento en el efecto Villary, en el que el campo magnético de un imán intercepta una onda y esta se ve reflejada hacia la electrónica, por lo que se mide el tiempo de ida y vuelta de la señal. Todo esto implica que sea una medida sin rozamiento.

la idea de crear estos post es hacerlos de la manera mas sencilla posible en este caso este tema es complejo  si les intereso el tema y quieren saber como funciona un sensor  les recomiendo entrar al PDF apartir de la pagina 40 explica el funcionamiento de los sensores magnetostrictivos

Referencias

Que es una galga extensiométrica? Una galga extensiométrica o extensómetro es un sensor, que ...

Que es una galga extensiométrica?

Una galga extensiométrica o extensómetro es un sensor, que mide la deformación, presión, carga, par, posición, etc. y se basa en el efecto piezorresistivo, que es la propiedad que tienen los materiales de cambiar el valor nominal de su resistencia cuando se les somete a esfuerzos y se deforman en dirección de los ejes mecánicos

un esfuerzo que deforma la galga extensiométrica generará una variación en su resistencia eléctrica.

Tipos de galgas extensiométricas

La galga se adhiere al objeto cuya deformación se quiere estudiar mediante un adhesivo, como el cianoacrilato. Según se deforma el objeto, también lo hace la lámina, provocando así una variación en su resistencia eléctrica. Los materiales que suelen utilizarse para fabricar galgas son aleaciones metálicas, como por ejemplo constantán, nicrom o elementos semiconductores como por ejemplo el silicio y el germanio. 

Es por ello que podemos clasificar las galgas en do tipos: 
-Galgas metálicas
-Galgas por resistencia 
-Galgas por capacitancia
-Galgas fotoeléctricas 
-Gagas semiconductoras.


Galgas metálicas
Las galgas metálicas se constituyen por una base muy delgada y fina, a la cual se le adhiere un hilo muy fino metálico que puede ser bobinado o plegable. Las dos terminales en las que acaba el hilo se unen a los transductores, para su fabricación se emplean diversos conductores metálicos, como las aleaciones constantán, karma, isoelestic y aleaciones de platino. 



Pueden ser de:

Hilo metálico: Están adheridas a una base con medidas constantes. Presentan errores cuando existen estados tensionales y son las más sencillas. Están compuestas por una película de protección, un soporte, un hilo de medida y las terminales de conexión.
Película metálica: Esta clase de galgas tiene una característica de fabricación similar a los circuitos impresos que tienen bases flexibles. Se desarrollan por el medio de creación de placas utilizando fotografías, llamado el método de fotograbado. Se conforman por una película de protección, un soporte, un pad de conexión y de zonas anchas para reducir el efecto de tensiones transversales
Metal depositado: Son aplicadas directamente sobre la superficie mediante dos métodos: la evaporización o el bombardeo químico.

Galgas por resistencia
Este tipo de galga es un conductor eléctrico que al ser deformado aumenta su resistencia, puesto que los conductores se vuelven más largos y finos.
Galgas por capacitancia 
Estas están asociados a características geométricas y son usadas para medir esfuerzos y deformación. Las propiedades eléctricas de los materiales usados para deformación tiene propiedades eléctricas despreciables, por lo cual los materiales de las galgas de capacitancia pueden ser calibrados según los requerimientos mecánicos. Esto les permite tener mejores calibraciones respecto de las de tipo eléctrico.

Galga fotoeléctrica
Mediante el uso de un extensómetro podemos amplificar el movimiento del espécimen, mientras un rayo de luz es pasado a través de una abertura variable, actuando con el extensómetro y directamente con una Célula fotoeléctrica. A medida que la galga cambia su abertura también lo hace la cantidad de luz que alcanza a la célula, lo que conlleva que la intensidad de la energía generada por la celda presente una variación, la cual podemos medir, y de ésta obtener la deformación.
Galgas semiconductores
se fabrican de silicio u otro material semiconductor.  Su cambio resistivo es menos lineal que las de metal y tienen una gran dependencia de la temperatura. Se usan en la fabricación de sensores integrados de presión donde se implantan en microdiafragmas para medir presión.