Actuadores de Velocidad y Aceleracin

Actuadores de Velocidad y Aceleracin Introduccin Transductor: dispositivo capaz de transformar o convertir una determinada manifestacin deenergade entrada, en otra diferente a la salida, pero de valor muy pequeos en trminos relativos con respecto a un generador.Es un dispositivo usado principalmente en la industria, en la medicina interna, en la agricultura, enrobtica, en aeronutica, etc., para obtener la informacin de entornos fsicos y qumicos y conseguir (a partir de esta informacin) seales o impulsos elctricos o viceversa.

siempre consumen cierta cantidad de energa por lo que la seal medida resulta atenuada.

Velocidad lineal Magnitud fsica de carctervectorial (deben considerarse la direccin del desplazamiento y el mdulo, el cual se denominaceleridad o rapidez) que expresa el desplazamiento de un objeto porunidad de tiempo. Se representa porSusdimensionesson [L]/[T].

Es el ritmo o tasa de cambio de laposicinpor unidad de tiempo, laaceleracin es la tasa de cambio de la velocidad por unidad de tiempo.

velocidad promedio: es la velocidad en un intervalo de tiempo dado. Se calcula dividiendo eldesplazamiento(r) entre eltiempo(t) empleado en efectuarlo:

Velocidad instantnea: es un vector tangente a la trayectoria, corresponde a la derivada del vector posicin (R) respecto al tiempo. La velocidad instantnea es siempre tangente a la trayectoria.

Velocidad angular medida de la velocidad derotacin. Se define como el ngulo girado por una unidad de tiempo y se designa mediante la letra griega . Su unidad en elSistema Internacionales elradinporsegundo(rad/s).

Aceleracin magnitudvectorialque indica el cambio develocidadporunidad de tiempo.

En mecnica newtoniana, para un cuerpo conmasaconstante, la aceleracin del cuerpo es proporcional a lafuerzaque acta sobre l mismo (segunda ley de Newton), donde la relacin es vlida en cualquiersistema de referencia inercial.F=ma

Transductores de Velocidad lineal y angular Dinamo tacomtrica (analgica)

Encoder (Digital) RVDT (analgico) y LVDT

Transductores de Aceleracin Acelermetros (analgicos)

Servo acelermetros Dnamo TacmetroTambin denominadas tambin tacodinamos o tacmetros, son mquinas elctricas rotativas reguladores de velocidades de giro. La primitiva funcin fue simplemente de control, indicadores del nmero de r. p. m. de ejes de giro. Actualmente La importancia de las dinamos tacomtricas modernas reside en su participacin directa en el proceso de regulacin. En las instalaciones de regulacin electrnica, son elementos aislados que por su disposicin en el conjunto (acoplados a los sistemas motrices) parecen ajenos al circuito electrnico.

Funcionamiento proporcionan una seal de corriente continua. Estn constituidos por un inductor que genera un campomagntico mediante imanes permanentes o electroimanes y un inducido o rotor ranurado sobre el que se bobinan unos devanados de hilo conductor. Suelen tener una sensibilidad entre 5y 10 mV por cada r.p.m. y pueden medir velocidades de hasta 10000 r.p.mEncoderUncodificador rotatorio, tambin llamadocodificador del ejeogenerador de pulsos, suele ser un dispositivoelectromecnicousado para convertir el desplazamientoangularde un eje a un cdigo digital.

Construccin Se corta un patrn complejo en una hoja de metal y se pone en un disco aislador, que est fijado al eje. Tambin se coloca una fila de contactos deslizantes a lo largo del radio del disco. Mientras que el disco rota con el eje, algunos de los contactos tocan el metal, mientras que otros caen en los huecos donde se ha cortado el metal. La hoja de metal est conectada con una fuente decorriente elctrica, y cada contacto est conectado con un sensor elctrico separado. Se disea el patrn de metal de tal forma que cada posicin posible del eje cree uncdigo binarionico en el cual algunos de los contactos est conectados con la fuente de corriente (es decir encendido) y otros no (apagados). Este cdigo se puede leer por un dispositivo controlador, tal como unmicroprocesador, para determinar el ngulo del eje.Generalmente, si hayncontactos, el nmero de posiciones distintas del eje es 2n. En este ejemplo,nes 3, as que hay 23, es decir, 8 posiciones.En el ejemplo anterior, los contactos producen una cuenta binaria a medida que el disco gira. Sin embargo, esto tiene la desventaja de que si el disco para entre dos sectores adyacentes, o los contactos no se alinean perfectamente, es imposible determinar el ngulo del eje.

SectorContacto 1Contacto 2Contacto 3ngulo1OFFOFFOFF0 a 452OFFOFFON45 a 903OFFONON90 a 1354OFFONOFF135 a 1805ONONOFF180 a 2256ONONON225 a 2707ONOFFON270 a 3158ONOFFOFF315 a 360

RVDT Un transformador diferencial variable giratorio (RVDT) es un tipo de transformador elctrico utilizado para medir el desplazamiento angular.

transductor electromecnico que proporciona una tensin de salida de corriente alterna variable de (AC) que es linealmente proporcional al desplazamiento angular de su eje de entrada. Cuando energizada con una fuente de CA fijo, la seal de salida es lineal dentro de un rango especificado en el desplazamiento angular.

RVDTs utilizan sin escobillas, la tecnologa sin contacto para asegurar la vida larga y la posicin fiable y repetible de deteccin con resolucin infinita. Tal rendimiento fiable y repetible asegura la posicin exacta de deteccin en las condiciones ms extremas.

La mayora RVDT se componen de una abertura, el estator laminado y un rotor de dos polos salientes. El estator, que contiene cuatro ranuras, contiene tanto el los dos devanados secundarios devanado primario y. Algunos devanados secundarios tambin pueden estar conectados entre s.

Operacin de los RVDTLos dos voltajes inducidos de los devanados secundarios, V1 y V2, varan linealmente con el ngulo mecnico del rotor, :

Donde G es la ganancia o sensibilidad.

Ventajas del RVDTbaja sensibilidad a la temperatura, la tensin primaria y variaciones de frecuencia robustez bajo costo electrnica de control simples pequeo tamaoAunque el RVDT puede funcionar tericamente entre 45 , la precisin disminuye rpidamente despus de 35 . Por lo tanto, sus lmites de operacin se encuentran en su mayora dentro de 30 , pero algunos de hasta 40 . Ciertos tipos pueden operar hasta 60 .LVDTEl transformador diferencial variable lineal (LVDT) (tambin llamado simplemente un transformador diferencial, transformador de desplazamiento variable lineal, o transductor de desplazamiento lineal variable ) es un tipo de transformador elctrico utilizado para la medicin de desplazamiento lineal (posicin) .

AcelermetrosEl acelermetro piezoelctrico por compresin se basa en que, cuando se comprime un retculo cristalino piezoelctrico, se produce una carga elctrica proporcional a la fuerza aplicada.estn hechos normalmente de circonato de plomo. Los elementos piezoelctricos se encuentran comprimidos por una masa, sujeta al otro lado por un muelle y todo el conjunto dentro de una caja metlica. Cuando el conjunto es sometido a vibracin, el disco piezoelctrico se ve sometido a una fuerza variable, proporcional a la aceleracin de la masa. Debido al efecto piezoelctrico se desarrolla un potencial variable que ser proporcional a la aceleracin. Dicho potencial variable se puede registrar sobre unosciloscopioovoltmetro.

Su uso es comn en mantenimiento predictivo, donde se emplea para detectar defectos en mquinas rotativas y alternativas, detectan los fenmenos decavitacinque pulsan a unas frecuencias caractersticas.Los acelermetros electrnicos permiten medir la aceleracin en una, dos o tres dimensiones, esta caracterstica permite medir la inclinacin de un cuerpo, puesto que es posible determinar con el acelermetro la componente de la aceleracin provocada por la gravedad que acta sobre el cuerpo.tambin es usado para determinar la posicin de un cuerpo, pues al conocerse su aceleracin en todo momento, es posible calcular los desplazamientos que tuvo. Considerando que se conocen la posicin y velocidad original del cuerpo bajo anlisis, y sumando los desplazamientos medidos se determina la posicin.

ServoacelermetrosUnservoacelermetrose compone de un galvanmetro en forma de pndulo y un sensor ptico, por ello tienen alta estabilidad ante cambios de temperatura, estabilidad a largo plazo del cero y son inmunes a vibraciones.Estosacelermetrostienen muy altas prestaciones debido a su funcionamiento en bucle cerrado.

Caracteristicas Excelente estabilidad a cambios de temperaturaMuy alta resistencia a shock y vibracionesRobusto, estanco y de pequeo tamaoRangos desde 0,05 g hasta 1 gSalida 5 V y 4..20 mA