UNA NUEVO DEPARTAMENTO DE INDUSTRIA Y NEGOCIOS

UNIVERSIDAD DE ATACAMA

FACULTAD DE INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE INDUSTRIA Y NEGOCIOS

[pic 1]

Seminario Automatización

“Sensores de posición y velocidad”

PROFESOR:

Alexander Borger

Índice

Tabla de contenido

Índice        2

Introducción        4

Objetivos Específicos        5

Objetivo General        5

Velocidad        6

Velocidad en Mecanica Clasica.        6

Tecnologias para Medir Posicion o Velocidad .        7

    Giroscopio         7

 Anemometro.        7

El Velocimetro        8

El Radar de Velocidad         9

Efecto Doppler .        9

Principio del Sensor de Velosidad Delta         10

    ¿Para donde se mueve el sol?        11

    Relacion entre Posicion, Velocidad y Aceleracion        12

Posición        13

     Posicion Lineal        13

     Posición Angular        13

Tipos de Sensores        14

Resistivos:         14

           Potenciometro        14

    Inductivos.        15

          Fundamento I        15

          Fundamento II        15

          Fundament III.        16

          Fundamento IV        16

              Fundamento V        17

                    LVDT.        17

                        RVDT        18

                        Resolver……………………………………………………………………….…18

                        Sincroresolver……………………………………………………………………18

      Magnéticos: …………………………………………………………………………………..19

              Magneto-resistivos……………………………………………………………………..19

              Efecto Hall……………………………………………………………………………….19

      Capacitivos…………………………………………………………………………………....20

      Opticos…………………………………………………………………………………………20

Conclusión        21

Introducción

Los conceptos de posición y velocidad, son la base para iniciar cualquier investigación, medida y/o experimento dentro del mundo de la física, para lo cual, tener instrumentos que nos permita determinar con precisión estas magnitudes es de vital importancia para seguir con adelantos en la humanidad.

En el presente informe se presenta una serie de sensores (aparatos tecnológicos), que sirven para determinar posición y velocidad en un instante determinado.

El trabajo de generaciones tras generaciones, ha permitido que al día de hoy contemos con grandes tecnologías que son cada vez más económicas, exactas y simples de usar para medir distintas variables de las cuales, algunas serán explicadas para comprender su funcionamiento y principio matemático por el cual se rigen

Objetivos Generales

• Explicar los sensores de posición y velocidad, para ver sus distintas aplicaciones en el mundo cotidiano

Objetivos Específicos

• Conocer los diferentes sensores de posición y velocidad
• Mostrar las tecnologías utilizadas para medir posición y velocidad
• Explicar algunos principios matemáticos con los que se rigen algunas tecnologías.

Velocidad

• Es una magnitud física de carácter vectorial que expresa la distancia recorrida de un objeto por unidad de tiempo

Velocidad en mecánica clásica

• La velocidad media o velocidad promedio (entendida como vector) es el cociente del espacio recorrido entre el tiempo que tarda en hacerlo
• Se determina dividiendo el desplazamiento (Δr) entre el tiempo (Δt)
• Si tomamos la ¨trayectoria¨ en un intervalo de tiempo dado, tenemos la velocidad media o rapidez media (magnitud escalar)

Tecnologías para medir posición o velocidad

Giroscopio

• El uso de giróscopos es muy común ya que pueden calcular la velocidad de rotación de un móvil en relación a los ejes x, y ó z.
• Se basa en el principio de conservación del momento angular
• Cuando un cuerpo se encuentra girando, su momento angular permanece constante a no ser que sobre él actúe un torque externo que lo haga modificar su estado de rotación

1. =  [pic 2]

                                   ∑ (ζ externos )= 0             =>     L = cte

[pic 3]

El anemómetro

• Mide la velocidad relativa del viento que incide sobre él.
• Un tipo es el de hélice de cazoleta.
• La velocidad de rotación del eje de la hélice es proporcional a la velocidad del viento

El velocímetro

• El velocímetro es un instrumento presente en el panel de control de todo automóvil
• Este dispositivo no es mas que un tacómetro calibrado en Km/h
• Cuando las ruedas giran, recorren un espacio determinado en cada vuelta, este espacio es en teoría, si no hay patinaje ni deformación por el peso, el producto del diámetro de la rueda por la constante matemática Π (pi), cuyo valor es 3.1416.
• [pic 4]

El radar de velocidad

• Principio básico: emiten una onda electromagnética hacia el objeto a detectar, la onda rebota y vuelve a la antena. [pic 5]
• Nuestros ojos son capaces de ver las ondas electromagnéticas que producen entre 400 y 800 mil millones de oscilaciones por segundo; este tipo de frecuencias electromagnéticas reciben el nombre de luz.
•  Mucha gente piensa que el radar mide el tiempo que tarda el haz electromagnético en volver a la antena, pero no es cierto. Como la velocidad de la luz es tan grande, el radar debería ser capaz de medir tiempos muy cortos, lo cual es muy difícil y costoso. En realidad, el cinemómetro por radar se basa en el efecto Doppler.

Efecto Doppler

• Ocurre cuando el receptor de la onda se mueve con respecto al emisor, o viceversa. Pensemos, por ejemplo, en la onda emitida en el mismo sentido del movimiento. Tras emitir una oscilación, el emisor se desplaza hacia adelante, con lo que la siguiente oscilación estará más junta que si el emisor hubiera estado quieto.

[pic 6]

En la figura se observa que a medida que el motociclista se acerca al hombre de sombrero, la frecuencia es mayor, por lo cual, el hombre de sombrero comenzara a escuchar el sonido de la motocicleta cada vez más agudo. En cambio la señorita que va quedando atrás de la motocicleta sentirá el sonido cada vez más grave producto del efecto Doppler

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