Diseño e implementación de un dinamometro para medir la fuerza de mecanizado en el torno GAP-BED...

7/23/2019 Diseo e implementacin de un dinamometro para medir la fuerza de mecanizado en el torno GAP-BED Modelo C

1/166

UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE CHILE

FACULTAD DE INGENIERADEPARTAMENTO DE INGENIERA MECNICA

DISEO E IMPLEMENTACIN DE UN DINAMMETRO PARA

MEDIR LA FUERZA DE MECANIZADO EN EL TORNO GAP-BEDMODELO CZ300A

FRANCISCO JAVIER PINO MOLINA

Profesor Gua:

Mestre em Engenharia Mecnica

Sr. Hctor Guillermo Muoz Romero.

Memoria de titulacin presentada en

conformidad a los requisitos para

obtener el Ttulo de Ingeniero de

Ejecucin en Mecnica

Santiago - Chile

2012


2/166

FRANCISCO JAVIER PINO MOLINA

Autoriza la reproduccin parcial o total de esta obra, con fines acadmicos, por

cualquier forma, medio o procedimiento, siempre y cuando se incluya la cita

bibliogrfica del documento.


3/166

i

Agradecimientos.

Quiero agradecer especialmente, a mi novia Beatriz Jorquera quien

siempre estuvo presente a mi lado para darme animo y brindarme toda la

ayuda que pude necesitar, tambin, agradezco a mis padres Doris Molina y

Aldo Pino, gracias a ellos esta etapa en mi vida se ha cumplido, porque con la

dedicacin, amor y esfuerzo que han entregado para mi formacin, me es

posible tener las herramientas para realizar este trabajo, tambin, agradezco

por estos aos de universidad a mis amigos de mi carrera, a profesores y a los

bafuamigos de msica, amigos especiales, que con guitarras, quenas ybombos fueron mi relajo en tiempos de presiones y estrs, finalmente, a todas

las personas que me acompaaron durante el desarrollo de este trabajo,

sinceramente muchas gracias


4/166

ii

TABLA DE CONTENIDOS.RESUMEN... xii

1 CAPTULO I INTRODUCCIN

1.1 Presentacin del problema 1

1.2 Objetivo general.. 2

1.3 Objetivos especficos. 31.4 Alcances y limitaciones.. 4

2 CAPTULO II DINAMMETROS

2.1 Generalidades. 6

2.1.1 Teora de mecanizado.... 9

2.1.1.1 Movimientos en el proceso de torneado........ 11

2.1.1.2 Geometra de las herramientas de corte....... 13

2.1.1.3 Velocidad de corte, avance, profundidad de corte,

fuerza de mecanizado y potencia de mecanizado. . 14

2.1.2 Piezoelectricidad.. 23

2.1.2.1 Efecto piezoelctrico.. 24

2.1.2.2 Materiales piezoelctricos....... 26

2.1.3 Transductores y sensores.. 28

2.1.3.1 Caractersticas de un sensor...... 30

2.1.3.2 Tipos de sensores. 31

2.2 Anlisis esttico y dinmico de los dinammetros. 35

2.2.1 Anlisis esttico. 35

2.2.2 Anlisis dinmico.. 40

2.3 Transductores de fuerza. 44

2.3.1 Tipos de transductores. 44


5/166

iii

2.3.2 Clulas de carga.. 45

2.3.2.1 Los elementos elsticos 45

2.3.2.2 Galgas extensomtricas de resistencia elctrica. 47

2.3.2.3 Extensmetros de hoja. 48

2.3.2.4 Galgas extensomtricas semiconductoras 49

2.3.3 Transductores piezoelctricos 49

2.3.3.1 Transductores de fuerza de multi-componentes... 52

2.3.4 Transductores de fuerza con presin 532.4 Acondicionadores de seales 54

2.4.1 Procesos del acondicionamiento de seales 55

2.4.2 El amplificador operacional (AO) 55

2.4.3 Proteccin.. 59

2.4.4 Filtrado 61

2.5 Conversores de seales ADC 62

2.5.1 Digitalizacin.. 62

2.5.2 Funcionamiento del conversor analgico-digital

(ADC) asociado a micro procesadores. 64

2.5.3 Especificaciones de los conversores anlogo-digital. 66

2.6 Transmisin de datos mediante puerto serial. 71

2.6.1 Puerto serie 70

2.6.2 Puerto serie modernos. 72

2.6.3 Tipos de comunicacin en serie. 72


6/166

iv

3 CAPTULO III DISEO DEL PROYECTO

3.1 Introduccin... 74

3.2 Ingeniera conceptual.. 74

3.2.1 Justificacin de la investigacin.. 75

3.2.2 Propuestas de solucin 76

3.2.3 Anlisis comparativo de las soluciones. 78

3.3 Ingeniera bsica.. 793.3.1 Diseo de torre porta-herramienta. 79

3.3.2 Ingeniera bsica del dinammetro 82

3.4 Ingeniera de detalles.. 86

3.4.1 Ingeniera de detalles del proyecto mecnico.. 86

3.4.2 Ingeniera de detalles del transductor y del procesamiento

de seales 90

3.4.3 Ingeniera de detalles del hardware a implementar. 93

3.4.3.1 Ingeniera de detalles del amplificador de carga del

transductor...... 93

3.4.3.2 Ingeniera de detalles de microcontrolador Arduino..100

3.4.4 Ingeniera de detalles del software a implementar 104

3.4.4.1 Software Arduino..... 104

3.4.4.2 Macros Excel 106

3.4.4.3 PLX-DAQ adquisicin de datos para Excel..... 107

3.4.5 Estimacin econmica del proyecto 109


7/166

v

4 CAPTULO IV IMPLEMENTACIN, CALIBRACIN, AJUSTES Y

PUESTA EN MARCHA

4.1 Generalidades 110

4.2 Implementacin.. 112

4.2.1 Acondicionador de seales para hardware Arduino..... 112

4.2.2 Programacin para software Arduino para adquisicin de

datos. 1144.2.3 Comunicacin de Arduino hacia software Microsoft

Excel. 116

4.3 Calibracin y ajustes..... 117

4.4 Ensayos y puesta en marcha... 128

5 CAPTULO V ANLISIS DE RESULTADOS, COMENTARIOS Y

CONCLUSIONES

5.1 Anlisis de resultados....... 139

5.2 Comentarios 143

5.3 Conclusiones.. 145

Referencia..... 146

Apndice:A.- Planos mecnicos del conjunto y del despiece.. 148

B.- Manual de Usuario.. 152


8/166

vi

NDICE DE TABLAS Y GRFICOS.

TABLAS.

2 CAPTULO II DINAMMETROS.

2.1 Energa necesaria aproximada para operaciones de corte.. 23

2.2 Algunas propiedades de materiales piezoelctricos de usocomn 28

2.3 Clasificaciones de los sensores. 33

2.4 Sensores y mtodos de deteccin ordinarios para las

magnitudes ms frecuentes 34

3 CAPTULO III DISEO DEL PROYECTO.

3.1 Anlisis comparativo de las soluciones.......... 78

3.2 Propiedades Mecnicas y Fsicas del Acero SAE 1045 87

3.3 Informacin tcnica del transductor de carga. 92

3.4 Informacin general del transductor de carga. 93

3.5 Informacin tcnica del amplificador de carga industrial

(ICAM) 95

3.6 Informacin tcnica de las entradas de carga del ICAM 95

3.7 Informacin tcnica del voltaje de salida de ICAM. 95

3.8 Informacin tcnica de corriente de salida de ICAM.. 96

3.9 Informacin tcnica de Arduino... 101

3.10 Estimacin econmica base. 109


9/166

vii


PUESTA EN MARCHA.

4.1 Detalles de la programacin para software Arduino 115

4.2 Resultados del primer y segundo ciclo... 119

4.3 Resultados del tercer y cuarto ciclo 120

4.4 Resultados del quinto ciclo.. 120

4.5 Ajustes y cambios en el programa Arduino para leer lafuerza de corte directamente 122

4.6 Errores aleatorios agregando pesos... 123

4.7 Errores aleatorios quitando pesos...... 123

4.8 Error sistemtico expresado en kgf. 124

4.9 Factor t en funcin de p y n.. 125

4.10 Resultados de la dispersin de la medicin para distintas

probabilidades de encuadramiento....126

4.11 Datos obtenidos para determinar el error por histresis..... 127

4.12 Constantes utilizadas para los ensayos 1 y 2... 128

5 CAPTULO V ANLISIS DE RESULTADOS, COMENTARIOS Y

CONCLUSIONES.

5.1 Resultados del ensayo 1 de fuerza de corte..... 140

5.2 Resultados de ensayo 2 de fuerza de corte.. 1415.3 Diseo de tabla para toma de datos... 144


10/166

viii

GRFICOS.


PUESTA EN MARCHA.

4.1 Voltaje versus cargas de pesos patrones.. 121

4.2 Curvas de histresis.. 127

4.3 Resultado obtenido con Arduino, ensayo 1, p=1,5mm,primera medicin 129

4.4 Resultado obtenido con Arduino, ensayo 1, p=1,5mm

segunda medicin.. 130

4.5 Resultado obtenido con Arduino, ensayo 1, p=1mm,

primera medicin 131

4.6 Resultado obtenido con Arduino, ensayo 1, p=1mm,


4.7 Resultado obtenido con Arduino, ensayo 1, p=0,5mm,

primera medicin 133

4.8 Resultado obtenido con Arduino, ensayo 1, p=0,5mm,


4.9 Resultado obtenido con Arduino, ensayo 2, a=0,051

mm/rev. 135


mm/rev. 1364.11 Resultado obtenido con Arduino, ensayo 2, a=0,152

mm/rev..... 137


mm/rev..... 138


11/166

ix

5 CAPITULO V ANLISIS DE RESULTADOS, COMENTARIOS Y

CONCLUSIONES.

5.1 Fuerza de corte versus tiempo de mecanizado, para avance

de 0,101mm/rev y Vc=91,5m/min, con las profundidades

indicadas..... 140

5.2 Fuerza de corte versus profundidad de corte para avance

constante. 1415.3 Fuerza de corte versus tiempo de mecanizado, para

profundidad de 1mm y Vc=136,6m/min, con los avances

indicados..... 142

5.4 Fuerza de corte versus avance para profundidad de corte

constante. 142


12/166

x

LISTA DE SIMBOLOS.

NombreLetra /

SmboloNombre

Letra /

Smbolo

Velocidad de corte Rev. por minuto dimetro Velocidad de avance

Avance por revolucin Profundidad en el corte Dimetro inicial Dimetro final Fuerza de corte Fuerza de empuje

Fuerza resultante Angulo de desprendimiento Angulo de incidencia Angulo de filo

Angulo de cizallamiento Fuerza de friccin Fuerza normal Fuerza normal cizalle

Fuerza de cizallamiento Coeficiente de friccin Potencia cortante Potencia especfica de corte Ancho de corte Espesor de corte de viruta

Potencia especfica para

friccin

Potencia especifica total del

sistema

Deformacin Mdulo de Young Esfuerzo Campo elctrico

Vector desplazamiento Constante dielctrica Vector polarizacin Permisividad a esfuerzo cte.

Compilancia a campo cte. ! Desplazamiento "Desplazamiento en el lmite

elstico"#

Momento de inercia de

seccin transversal$

Fuerza % Constante elstica &Largo primitivo ' masa (


13/166

xi

Constante de amortiguador Frecuencia natural Ganancia ) Coef. de amortiguamiento *

Resistencia elctrica + Voltaje Capacitancia , Conversor anlogo-digital -,Resolucin + Numero de bits .

Conexin tierra GND Bit menos significativo '/0Error de histresis 1 Carga elctrica 2Corriente elctrica $3 Frecuencia de muestreo 14

Modulacin por ancho de

pulso56 Amplificador de carga

industrial$,-6

Error total 7 Error aleatorio 8Error sistemtico Medida 6

Promedio de mediciones 66 Valor verdadero Valor verdadero

convencional9

Probabilidad de

encuadramiento

Dispersin de la medicin 6 Factor de Student Desviacin estndar /


14/166

xii

RESUMEN

Este trabajo tiene como objetivo principal la necesidad de disear,

construir e implementar un dinammetro de fcil uso y entendimiento para la

aplicacin en los laboratorios de procesos mecnicos y/o taller, frecuentemente

el uso de las ecuaciones aproximadas o empricas nos entregan valores

discretos de la fuerza aplicada al corte de metal lo que implica una dificultad en

el anlisis del comportamiento de esta variable, se debe a que no tenemos unanlisis continuo de la fuerza en el mecanizado, por lo tanto, esta memoria

busca solventar este problema para lograr una mejor comprensin de la

variable fuerza por parte de los usuarios del torno GAP-BED modelo CZ300A

de uso comn presente en el rea de procesos mecnicos.

El procedimiento utilizado para la obtencin de un dinammetro fue

lograr implementar un diseo de una torre porta herramienta que pueda admitir

a un transductor piezoelctrico Kistler 9011A en su estructura, con este

transductor piezoelctrico y su amplificador respectivo, las seales emitidas

son procesadas por un microcontrolador, y con programas especficos se

lograra emitir la informacin final de la fuerza de corte presente en el

mecanizado.

La solucin a las cotas de diseo de la torre porta herramienta se

obtienen realizando simulaciones con el software de diseo y simulaciones de

tensin Autodesk Inventor Professional, los niveles de carga del transductor

deben ser acondicionadas para que puedan ser analizadas por el

microcontrolador y finalmente para la adquisicin y monitoreo de datos la

programacin ocupada se realiza en los software Arduino y la herramienta VBA

para ser enviadas a una hoja de clculo Excel donde se observar una grfica

de tensin o fuerza vs tiempo con un detalle de datos respectivamente.


15/166

1

CAPITULO IINTRODUCCIN

1.1 Presentacin del problema.

La fuerza como un efecto fsico ha sido una materia con un amplio

campo de estudio desde la poca de la mecnica clsica hasta la actualidad,

ya que, la fuerza se ve involucrada en varios fenmenos naturales, desde loms grande como as tambin en lo ms nfimo que pueda existir, logrando ser

importante como por ejemplo, para las reas de estudio de la transformacin

de energa, generacin de trabajo, fuerzas en las partculas sub atmicas,

deformacin elstica y plstica de los materiales, anlisis de estructuras y

como tambin los procesos por arranque de viruta, entre otras.

La realizacin de esta memoria, es el resultado de la necesidad deconstruir e implementar, para el Departamento de Ingeniera Mecnica,

especficamente, en el rea de Procesos Mecnicos, un nuevo sistema para

medir las fuerzas del mecanizado en el torno GAP-BED modelo CZ300A. El

problema que busca solucin esta memoria, tiene lugar en las experiencias o

ctedras dnde con frecuencia se requiere determinar la fuerza de

mecanizado, pero muchas veces al desconocer esta informacin que es

esencial para analizar por ejemplo el comportamiento de la herramienta sobre

el material, se debe recurrir a aproximar valores numricos y hacer uso de

ecuaciones matemticas empricas para determinar las fuerzas de mecanizado

existentes. Si bien existen instrumentos de medicin que logran medir la fuerza

de mecanizado o de corte directamente, estos son de un alto costo y alta

complejidad en el uso, por esta razn se implementar un dinammetro de

caractersticas piezoelctricas, ya que nos ofrece una gran precisin en la

calidad de la lectura realizada, para ello se construir su respectiva torre porta


16/166

2

herramienta para ser instalada y tambin se disear el acondicionador de

seal para capturar, almacenar y analizar las seales emitidas por el

transductor piezoelctrico mediante el uso de un controlador de accesible costo

y de fcil programacin, de esta forma se obtiene un dinammetro de un uso

poco complejo y de alta calidad para ser usado por quien necesite medir

fuerzas de corte en el departamento de Ingeniera de Mecnica.

Finalmente, esta memoria se realiz con fines principalmenteacadmicos para el rea de Procesos Mecnicos, en la implementacin para

laboratorios y talleres; con el nuevo sistema de medicin de fuerzas, se podr

observar incluso cuantificar dicha magnitud en la direccin del movimiento, de

una manera rpida, precisa y didctica para el fcil entendimiento del

comportamiento de esta variable fundamental del rea.

1.2 Objetivo general.

Disear e implementar un dinammetro que permita medir la fuerza en la

direccin del movimiento de corte, para posteriormente ser usado en el

laboratorio de fuerza especfica de corte.


17/166

3

1.3 Objetivos especficos.

Disear un dinammetro que permita medir la componente de la fuerza

de mecanizado, en la direccin del movimiento de corte en el torno

GAP_BED, modelo CZ300A.

Fabricar los componentes mecnicos del dinammetro.

Basado en la seal elctrica entregada por el transductor, disear y

construir el acondicionador de seales para preparar la informacin a ser

leda por un microcontrolador.

Programar el microcontrolador para administrar las seales

representativas de la fuerza a medir y ser transmitidas a un computador.

Generar un programa en el computador que permita almacenar la

informacin entregada por el microcontrolador.

Implementar y calibrar el sistema de medicin desarrollado.


18/166

4

1.4 Alcances y limitaciones.

Los alcances o ventajas que tiene esta memoria son principalmente los

que estn relacionados con los costos y la poca complejidad que este involucra

en el uso del dinammetro a nivel de comprensin de su programacin y

calibracin.

Refirindose a la parte de costos en la implementacin, es una ventaja,ya que, el microcontrolador Arduino, se puede adquirir a un costo

razonablemente accesible para cualquier persona, los componentes que

involucran construir el acondicionador de seales se encuentras disponibles

libremente en el mercado, a muy bajo costo. Respecto al transductor, se trata

de un elemento de costo muy elevado, pero su precisin y velocidad de

transmisin de seales lo justifican para construir un buen instrumento de

medicin.

Otra ventaja considerable, es el tamao y compatibilidad; el tamao en

la forma de que el dinammetro no ocupar un gran espacio fsico; tendr una

gran compatibilidad, ya que, funcionar a medida que el computador utilizado

contenga el Software especfico para el funcionamiento del programa cargado

al microcontrolador, la comunicacin entre el programa cargado al

microcontrolador y el computador es de tipo serial a travs del puerto USB.

Adems resulta fcil el entendimiento del uso, ya que, el lenguaje deprogramacin, es un lenguaje simple en Wiring, subconjunto C, con libreras y

funciones exclusivas para Arduino, cabe destacar, que utiliza un software

completamente flexible, por lo tanto, constantemente puede ser sometido a

mejorar en su programacin, resolucin y capacidad de lecturas de datos para

utilizarlos convenientemente.


19/166

5

Las limitaciones que pueden existir son bsicamente algunas que ya se

mencionaron como lo es el costo elevado del transductor, tambin el diseo y

la ingeniera que involucra la construccin del porta herramientas, el diseo

debe ser lo ms simple, econmico y preciso por que este debe tener una

cierta deformacin suficiente para que el transductor logre transmitir la

informacin para ser trabajada. Otra limitacin puede ser la entrada de voltajes,

que acepta Arduino para trabajar, ya que, si trabaja en niveles altos, el Arduino

puede ser daado o en el caso contrario un rango de diferencias de voltajesmuy bajos para la toma de datos, lo que no es para nada favorable, ya que, se

ve afectada directamente nuestra resolucin, por lo que se hace necesario

construir acondicionadores de seales para cada nivel de voltaje.


20/166

6

CAPTULO IIDINAMMETROS

2.1 Generalidades.

Los dinammetros son ampliamente usados en la industria moderna,

estos estn fabricados de distintas maneras, materiales y diseos para ser

aplicado en lo que se requiera de un dinammetro. Un poco de historia noslleva a que los primeros dinammetros funcionan con caractersticas y

magnitudes de tipo mecnica, inventado por Isaac Newton, el dinammetro se

basa en la elongacin del resorte que sigue la ley de Hooke en el rango de la

medicin, este dinammetro adems de medir fuerza puede medir masa,

dependiendo de la escala de medicin que este tenga y las condiciones de

gravedad y masa. A causa de esto, este dinammetro requiere de mucha

calibracin, pero por su simplicidad es el que hoy en da es ampliamente

utilizado de forma cotidiana.

Tambin existen dinammetros para la industria manufacturera o en el

rea de la metalmecnica, por ejemplo; los dinammetros utilizados en las

mquinas herramienta, estos son diferentes a los antes descritos ya que la

variable a medir es una magnitud fsicamente de tipo elctrica que es generada

por alguna clase de transductor y despus interpretada por algn procesador

para luego traducirla a alguna magnitud equivalente en fuerza. Las magnitudes

generadas por los transductores, se obtienen a partir de las deformaciones

ocurridas en un portaherramientas al momento del mecanizado, si tiene

adherida una cinta extensomtrica, para este caso la deformacin es

proporcional a la variacin de las resistencias de un puente de Wheastone o

tambin se pueden obtener mediante el uso de piezoelctricos, ya que, los

piezoelctricos pueden generar pulsos elctricos (cargas) de diferente


21/166

7

magnitud, directamente proporcional a la fuerza con que est siendo

impactada. Los transductores solo generan seales pero estas deben ser

amplificadas o simplificadas segn sea el caso, para poder leerla con un

microcontrolador, por lo que se hace necesario la utilizacin de un

acondicionador de seales. Adems se requiere de un puerto de comunicacin

desde el controlador hasta el computador para poder almacenar la informacin

de la magnitud para as estudiar su comportamiento transiente detenidamente.

Bsicamente en la industria actual los dinammetros utilizados son lospiezoelctrico debido a su gran precisin y confiabilidad en la lectura de datos,

adems, los elementos para su fabricacin son los ya mencionados, un

transductor piezoelctrico, un acondicionador de seales, un controlador y una

computadora para almacenar la adquisicin de datos, en su conjunto de los

elementos o dispositivos generamos lo que conocemos por dinammetro

piezoelctrico.

2.1.1 Teora de mecanizado.

El mecanizado o, ms correctamente, maquinado, es un proceso de

fabricacin que comprende un conjunto de operaciones de conformacin de

piezas mediante la eliminacin de material, ya sea por arranque de viruta o por

abrasin. Se realiza a partir de productos semielaborados como lingotes

tochos u otras piezas previamente conformadas por otros procesos como

moldeo o forja. Los productos obtenidos pueden ser finales o semielaboradosque requieran operaciones posteriores.

El mecanizado o maquinado por arranque de viruta consiste en que el

material es arrancado o cortado con una herramienta dando lugar a un

desperdicio o viruta. La herramienta consta, generalmente, de uno o varios filos

o cuchillas que separan la viruta de la pieza en cada pasada. Este tipo de


22/166

8

mecanizado por arranque de viruta da lugar a diferentes operaciones de

mecanizado como es el desbaste y el acabado por ejemplo, por lo que,

involucran a algunas mquinas-herramienta como lo son Tornos y Fresadoras

entre las ms importantes y conocidas.

En los tornos se permite mecanizar piezas de forma geomtrica de

revolucin. Estas mquinas-herramienta operan haciendo girar la pieza a

mecanizar mientras una o varias herramientas de corte son empujadas en unmovimiento regulado de avance contra la superficie de la pieza, cortando la

viruta de acuerdo con las condiciones tecnolgicas de mecanizado adecuadas.

Dentro de los tipos de tornos, tenemos a los tornos paralelo o mecnico,

usados frecuentemente para trabajos puntuales, ya que, para la produccin en

serie han sido sustituidos por tornos copiadores, automticos y de control

numrico computarizado. En los tornos de control numrico computarizado se

ofrece un gran capacidad de produccin y precisin en el mecanizado por su

estructura funcional y porque la trayectoria de la herramienta es controlada por

un computador que lleva incorporado, la mquina resulta rentable para

mecanizar desde un poco a grandes series de piezas dependiendo de su

complejidad y geometra, adems de lograr mecanizar superficies curvas con

gran precisin.

Figura 2.1. Torno paralelo moderno.


23/166

9

El tamao del torno se basa en el dimetro mximo de las piezas que

puede mecanizar. Esta dimensin, conocida como giro del torno, se determina

aumentando al doble la distancia desde el centro de husillo hasta la bancada.

El torno tiene cinco componentes. Las partes principales del torno son el

cabezal principal, bancada, eje principal, contrapunta y carro.

- Cabezal principal.

Es una caja fijada al extremo de la bancada por medio de tornillo o

bridas. En ella va alojado el eje principal, que es el que proporciona el

movimiento a la pieza. En su interior suele ir alojado el mecanismo para lograr

las distintas velocidades, que se seleccionan por medio de mandos adecuados,

desde el exterior.

- Bancada.

Es un zcalo de fundicin soportado por uno o ms pies, que sirve de

apoyo y gua a las dems partes principales del torno. La fundicin debe ser de

la mejor calidad; debe tener dimensiones apropiadas, suficientes para soportar

las fuerzas que se originan durante el trabajo, sin experimentar deformacin

apreciable, an en los casos ms desfavorables. Para facilitar la resistencia

suele llevar unos nervios centrales.

Las guas han de servir de perfecto asiento para que as permitan un

deslizamiento suave y sin juego al carro y contracabezal. Deben estar

perfectamente rasqueteadas o rectificadas. Es corriente que hayan recibido un

tratamiento de temple superficial, para resistir el desgaste. A veces, las guas

se hacen postizas, de acero templado y rectificado.


24/166

10

- Eje principal.

Es el rgano que ms esfuerzos realiza durante el trabajo. Por

consiguiente, debe ser robusto y estar perfectamente guiado por los

rodamientos, para que no haya desviaciones ni vibraciones. Para facilitar el

trabajo en barras largas suele ser hueco. En la parte anterior lleva un cono

interior, perfectamente rectificado, para poder recibir el punto y servir de apoyo

a las piezas que se han de tornear entre puntos. En el mismo extremo, y por suparte exterior, debe llevar un sistema para poder colocar un plato porta piezas.

- Contrapunta.

Consta de dos piezas de fundicin, de las cuales una se desliza sobre la

bancada y la otra puede moverse transversalmente sobre la primera, mediante

uno o dos tornillos. Ambas pueden fijarse en cualquier punto de la bancada

mediante una tuerca y un tornillo de cabeza de grandes dimensiones que se

desliza por la parte inferior de la bancada. La superior tiene un agujero

cilndrico perfectamente paralelo a la bancada y a igual altura que el eje del

cabezal. En dicho agujero entra suavemente un manguito cuyo hueco termina,

por un extremo en un cono Morse y, por el otro, en una tuerca. En esta tuerca

entra un tornillo que puede girar mediante una manivela; como este tornillo no

puede moverse axialmente, al girar el tornillo el manguito tiene que entrar o

salir de su alojamiento. Para que este manguito no pueda girar, hay una ranuraen toda su longitud en la que ajusta una chaveta. El manguito puede fijarse en

cualquier parte de su recorrido mediante otro tornillo. En el cono Morse puede

colocarse una punta semejante a la del cabezal o bien una broca, escariador,

etc. Para evitar el roce se emplean mucho los puntos giratorios. Adems de la

forma comn, estos puntos giratorios pueden estar adaptados para recibir

diversos accesorios segn las piezas que se hayan de tornear.


25/166

11

- Carro.

En el torno la herramienta cortante se fija en el conjunto denominado

carro. La herramienta debe poder acercarse a la pieza, para lograr la

profundidad de pasada adecuada, tambin, poder moverse con el movimiento

de avance para lograr la superficie deseada. Las superficies que se pueden

obtener son todas las de revolucin: cilindros y conos, llegando al lmite de

superficie plana. Por tanto, la herramienta debe poder seguir las direcciones dela generatriz de estas superficies. Esto se logra por medio del carro principal,

del carro transversal y del carro inclinable.

2.1.1.1 Movimientos en el proceso de torneado.

Estos movimientos tambin los podemos comprender como los

movimientos para arrancar viruta, para ello, la herramienta y la pieza, o unasola de ellas, tienen que realizar determinados movimientos entre s,

denominados, movimiento de corte, movimiento de avance, movimiento de

penetracin y el movimiento de aproximacin.

El movimiento de corte es aquel que sin movimiento de avance,

solamente arranca viruta durante una revolucin en el caso de tornear o fresar

o durante una carrera al cepillar; el movimiento de corte puede ser circular o

rectilneo. El movimiento es proporcionado por la mquina para dar movimiento

relativo entre la herramienta y la pieza de tal manera que la cara de la

herramienta alcance el material de la pieza. Usualmente, el movimiento de

corte absorbe la mayor parte de la potencia total necesaria para realizar la

operacin de mecanizado.


26/166

12

El movimiento de avance hace posible, combinado con el de corte, el

arranque continuo de viruta. El movimiento es proporcionado por la mquina

herramienta a la pieza o a la herramienta de corte y que sumando al

movimiento principal, conduce a una remocin continua de viruta y a la

creacin de superficie mecanizada con las caractersticas geomtricas

deseadas. Este movimiento puede ser continuo o escalonado; en ambos casos

absorbe generalmente una pequea proporcin de la potencia requerida para

realizar la operacin de mecanizado.

Finalmente el movimiento de penetracin determina el espesor de la

capa de viruta a arrancar y el movimiento de aproximacin lleva la herramienta

adelante de la pieza a trabajar.

Figura 2.2. Movimientos en el mecanizado del torno.


27/166

13

2.1.1.2 Geometra de las herramientas de corte.

La geometra de la herramienta de corte influye enormemente en el

mecanizado, incidiendo en el desgaste y en la vida til de la herramienta,

calidad superficial y geomtrica, potencia en el mecanizado, entre las ms

importantes. Por lo tanto se obtienen desde simples cuas hasta las

herramientas de corte con geometras complejas.

En la figura 2.3 podemos observar la forma y superficie de una

herramienta mono cortante, donde:

- Superficie de desprendimiento: Es la cara o superficie sobre la cual fluye

la viruta.

- Superficie de incidencia: Es la superficie de la herramienta frente a la

cual pasa la superficie transitoria generada en la pieza.

- Arista principal de corte: Es la formada por la interseccin de las

superficies de desprendimiento e incidencia.

- Superficie de incidencia lateral: Es la superficie de la herramienta frente

a la cual queda la superficie generada en la pieza.

- Arista lateral de corte: Es la formada por la interseccin de las

superficies de incidencia lateral y de desprendimiento.

- Punta de la herramienta: Es la parte de la herramienta donde se cortan

la arista principal y lateral de corte, la cual puede ser redondeada o

achaflanada.


28/166

14

Figura 2.3. Formas y superficies de una herramienta de corte.

2.1.1.3 Velocidad de corte, avance, profundidad corte, fuerzas de corte y

potencia en el mecanizado.

En el mecanizado se pueden definir las magnitudes fundamentales para

determinar la forma de cmo realizar la operacin de arranque de viruta en el

torno, por lo tanto es necesario conocer conceptualmente dichas magnitudes

adems de ver de qu manera influyen en el mecanizado.

Velocidad de corte:

La velocidad de corte se puede considerar una de las ms importantesya que esta magnitud es la que absorbe una mayor cantidad de potencia, se

define como el mdulo del movimiento de corte o movimiento principal. A cada

revolucin de la pieza que se trabaja pasa su permetro una vez por la cuchilla

del til correspondiente (figura 2.4), por lo tanto, la velocidad de corte es el

espacio de corte recorrido, en metros por minuto (m/min).


29/166

15

2.1

Donde:

: Velocidad de corte para movimiento de rotacin (m/min).: Revoluciones por minuto (r.p.m.): Dimetro de la materia prima (mm).

Hay que considerar que no se puede trabajar con una velocidad de corte

cualquiera. Si la velocidad de corte es demasiado pequea, el tiempo invertido

en el trabajo resulta demasiado largo, y si la velocidad es demasiado grande, la

cuchilla pierde su dureza como consecuencia del fuerte calentamiento sufrido,

y se desgasta rpidamente. Por lo tanto, interesa saber escoger la velocidad de

corte adecuada segn sea el caso.

Figura 2.4 Velocidad de corte al tornear. Observacin: como dimetro a tornear

d se toma el mximo en el lugar que se vaya a trabajar.

: ; < ; ?( (@ A

1 revolucin =


30/166

16

Para la determinacin de la velocidad de corte influyen generalmente las

siguientes circunstancias:

- Material de la pieza.

- Material de la herramienta.

- Seccin de viruta.

- Refrigeracin.

- Tipo de construccin de la mquina.

- Costo y precio de venta.

- Otros.

De los factores mencionados claramente se observa que se involucran

conceptos de durezas relativas entre materia prima y herramienta al referirse al

material, profundidad y avance cuando mencionamos la seccin de viruta y de

las limitaciones propias de la mquina son su gama de velocidades como

tambin potencia de los motores.


31/166

17

Avance

El avance o velocidad de avance en el torneado se puede entender

como el recorrido en mm que efecta la pieza por cada revolucin, es decir, la

velocidad con la que progresa el corte. El avance como magnitud es un factor

muy importante en el proceso y calidad del torneado.

La herramienta puede cortar adecuadamente en un rango determinadode velocidades de avance, este rango depende especialmente del dimetro de

la pieza, profundidad y de la calidad del filo de la herramienta. El rango se

obtiene experimentalmente dependiendo del material y se pueden encontrar en

catlogos de los fabricantes de cada herramienta. La velocidad de avance es el

producto del avance por revolucin por la velocidad de rotacin de la pieza.

2.2

Donde:

: Velocidad de avance para movimiento de rotacin.: Velocidad de rotacin.: Avance por revolucin.

Tambin se debe hacer mencin sobre los efectos que trae la velocidad

de avance: Afecta el consumo de potencia, decisiva para la formacin de viruta,

afecta a la tensin mecnica y trmica. Con altas velocidades de avance se

pueden lograr por ejemplo un menor tiempo en el corte y desgaste de la

herramienta con consecuencia de obtener una mala calidad superficial y mayor

riesgo de rotura de la herramienta.

B(( ( D : BE(D ; B(( EFG D


32/166

18

Profundidad en el corte.

Esta magnitud se mide perpendicularmente al plano de trabajo. Se

denomina profundidad de corte a la profundidad de la capa arrancada de la

superficie de la pieza en una pasada de la herramienta; generalmente se

designa como p, para el caso particular del cilindrado la profundidad en el

corte est dado por:

2.3

Donde:

: Dimetro inicial de la pieza (mm).: Dimetro final de la pieza (mm).

Fuerzas de corte.

Es importante conocer las fuerzas y la potencia en las operaciones de

corte, por las siguientes razones:

1. Se deben conocer los requerimientos de potencia para poder seleccionar

una mquina herramienta de potencia suficiente.

2. Se requieren datos sobre fuerzas de corte para:

a. Poder disear en forma adecuada las mquinas herramienta, y

evitar distorsiones excesivas de sus elementos, manteniendo las

tolerancias dimensionales necesarias en la parte acabada, las

herramientas y sus sujetadores, as como los soportes de piezas.

b. Poder determinar, antes de la produccin real, si la pieza es

capaz de resistir las fuerzas de corte sin deformarse demasiado.

:


33/166

19

Las fuerzas que actan sobre la herramienta en el corte ortogonal se ven

en la figura 2.5. La fuerza de corte, acta en la direccin de la velocidad decorte V, y suministra la energa necesaria para cortar. La fuerza de empuje, Fa,

acta en una direccin normal a la velocidad de corte, esto es, perpendicular a

la pieza. Estas dos fuerzas producen la fuerza resultante, F.

Figura 2.5 Fuerzas que actan sobre una herramienta de corte, en el corte

bidimensional (crculo de Merchant).

FFa

Fc

L


34/166

20

La fuerza resultante se puede descomponer segn 2 sistemas

adicionales de fuerzas el primero sobre la superficie de la herramienta: una

fuerza de friccin, Ft, a lo largo de la interfase entre herramienta y viruta, una

fuerza normal, Fn, perpendicular a ella.

2.4

2.5

En el segundo sistema la fuerza resultante es equilibrada por una fuerza

igual y opuesta a lo largo del plano cortante, se descompone en una fuerza de

cizallamiento. , y una fuerza normal. . Se puede demostrar que lasfuerzas se expresan como sigue:

2.6

2.7

Ya que se puede calcular el rea del plano cortante conociendo el

ngulo de dicho plano junto con la profundidad de corte, se pueden calcular los

esfuerzos cortantes y normales en el plano cortante. La relacin de Ft a Fn es

el coeficiente de friccin, , en la interfaz entre herramienta y viruta. Se puede

expresar el coeficiente de friccin de la siguiente forma:

2.8

El coeficiente de friccin en el corte de metales est, en general, entre

0,5 y 2, lo que indica que la viruta se encuentra con una considerable

resistencia de friccin al moverse cuesta arriba por la cara de ataque de la

herramienta.

: FBLD

: cosBD

: cosBL D

: FBL D

: : tan BLD


35/166

21

La fuerza de empuje es importante conocer sobre ella adems de la

fuerza de corte, porque el porta herramientas, los sujetadores de la pieza y la

mquina herramienta deben ser suficientemente rgidos para reducir al mnimo

las flexiones causadas por esta fuerza. Por ejemplo, si la fuerza de empuje es

demasiado alta o si la mquina herramienta no es suficientemente rgida, la

herramienta ser empujada y apartada de la superficie que este maquinando.

Este movimiento, a su vez, reducir la profundidad de corte ocasionando falta

de exactitud dimensional en la parte maquinada.

Potencia.

La potencia es el producto de la fuerza y la velocidad. En la figura 2.5

podemos ver que el consumo de potencia en el corte es.

2.9

Esta potencia se disipa principalmente en la zona de cizallamiento por la

energa necesaria para cizallar el material y en la cara de ataque de la

herramienta por la friccin en la interfase herramienta-viruta. Por lo tanto la

potencia disipada en plano cortante es:

2.10

Si se define a b como el ancho del corte y h como el espesor de corte

de viruta, la potencia especfica cortante, est definida por:2.11

VF =W 9

=

=


36/166

22

De igual manera, la potencia disipada en la friccin es:

2.12

Y la potencia especfica para friccin, uf, es:

2.13

La potencia especfica total ut es, entonces.

2.14

Ya que intervienen tantos factores, una determinacin confiable de las

fuerzas y la potencia de corte se basa todava en datos experimentales, como

los de la siguiente tabla 2.1. Los amplios lmites de valores que se muestran se

pueden atribuir a diferencia en resistencia dentro de cada grupo de materiales,

as como a diversos factores, como la friccin el uso de fluido de corte y las

variables de procesamiento.

VFEE = 9

= 9 = E

=


37/166

23

Tabla 2.1 Energa necesaria aproximada para operaciones de corte (en

el motor impulsor, corregida con 80% de eficiencia; multiplquese por 1.25 con

herramientas desafiladas).

Energa especfica

Material W s/mm hp min/pulg

Aleaciones de aluminio 0,4 - 1,1 0,15 - 0,4

Hierros fundidos 1,6 - 5,5 1,6 - 2,0

Aleaciones de cobre 1,4 - 3,3 0,5 - 1,2

Aleaciones de alta temperatura 3,3 - 8,5 1,2 - 3,1

Aleaciones de magnesio 0,4 - 0,6 0,15 - 0,2

Aleaciones de nquel 4,9 - 6,8 1,8 - 2,5

Aleaciones refractarias 3,8 - 9,6 1,1 - 3,5

Aceros inoxidables 3,0 - 5,2 1,1 - 1,9

Aceros inoxidables 2,7 - 9,3 1,0 - 3,4

Aleaciones de titanio 3,0 - 4,1 1,1 - 1,5

2.1.2 Piezoelectricidad.

La piezoelectricidad bsicamente es un fenmeno que presentan

determinados cristales que al ser sometidos a deformaciones mecnicas

adquieren una polarizacin elctrica en su masa, generando una diferencia de

potencial elctrico y cargas elctricas en su superficie, o tambin se presenta

de forma inversa, al ser sometidos a cargas elctricas estas presentan

deformaciones, este efecto se le denomina efecto piezoelctrico.


38/166

24

2.1.2.1 Efecto piezoelctrico.

El efecto piezoelctrico consiste en la aparicin de una polarizacin

elctrica en un material al deformarse bajo la accin de un esfuerzo. Es un

efecto reversible de modo que al aplicar una diferencia de potencial elctrico

entre dos caras de un material piezoelctrico, aparece una deformacin.

Ambos efectos fueron descubiertos por Jacques y Pierre Curie en 1880-81.

La piezoelctricidad no debe confundirse con la ferroelctricidad, que es

la propiedad de presentar un momento elctrico dipolar (espontneo o

inducido). Todos los materiales ferroelctricos son piezoelctricos, pero no al

revs. Mientras la piezoelctricidad est relacionada con la estructura cristalina

(inica), el ferromagnetismo est relacionado con el espn de los electrones.

La descripcin de la interrelacin entre las magnitudes elctricas y las

mecnicas en un material piezoelctrico se hace mediante las denominadas

ecuaciones piezoelctricas. Con la notacin de la figura 2.6, donde se han

dispuesto dos placas metlicas de manera que se constituye un condensador,

se tiene, para un material dielctrico no piezoelctrico, que al aplicar una fuerza

F, segn la ley de Hooke, en el margen elstico aparece una deformacin

donde es el mdulo de Young o de elasticidad.2.15

Al aplicar una diferencia de potencia entre las placas, se crea un campo

elctrico , y se cumple:2.16

= - Z = [

= = \


39/166

25

Donde:: Vector desplazamiento.: Vector polarizacin.: Constante dielctrica.\: 8,85 pF/m, permisividad del vaco.

Figura 2.6. Parmetros empleados para las ecuaciones piezoelctricas.

Para un material piezoelctrico unidireccional, con campo, esfuerzo, etc.,

en la misma direccin, de acuerdo con el principio de conservacin de la

energa, a baja frecuencia (campos cuasi estticos) se cumple:

2.17

2.18

Donde:

: Permisividad a esfuerzo constante.!: Compilancia a campo constante.Es decir, respecto a un material no piezoelctrico, aparece una

deformacin debida tambin al campo elctrico y una carga elctrica debida al

esfuerzo mecnico, las cargas desplazadas en el interior del material inducen

en las placas cargas superficiales de polaridad opuesta.

= = ! ]


40/166

26

2.1.2.2 Materiales piezoelctricos

Las propiedades piezoelctricas se manifiestan en 20 de las 32 clases

cristalogrficas, aunque en la prctica se usan solo unas pocas, y tambin en

materiales amorfos ferroelectricos. De aquellas 20 clases, solo 10 tienen

propiedades ferroelctricas.

En cualquier caso, todos los materiales piezoelctricos sonnecesariamente anistropos. En la figura 2.7 se muestra porque debe ser as.

En el caso de (a) hay simetra central, y al aplicar un esfuerzo no aparece

polarizacin elctrica. En el caso (b), en cambio, aparece una polarizacin

paralela al esfuerzo, mientras que en el caso (c) aparece una polarizacin en

direccin perpendicular al esfuerzo.

Figura 2.7. Efectos de un esfuerzo mecnico en diferentes molculas segn su

simetra, a) Si hay simetra central no se produce polarizacin, b) Polarizacin

paralela al esfuerzo, c) Polarizacin perpendicular al esfuerzo.


41/166

27

Entre los materiales piezoelctricos naturales, los de uso ms frecuente

son el cuarzo y la turmalina. De las sustancias sintticas, las que se han

encontrado mayor aplicacin no son monocristalinas sino cermicas. En ellas

hay muchos monocristales pequeos (del orden de 1 ( ), con una grancompacidad, es decir, manifiesta una calidad de compacto. Estas cermicas

son ferroelctricas y para orientar los monocristales por igual (polarizarlos) se

someten a un campo elctrico durante su fabricacin. La diferencia de potencia

aplicada depende del espesor, pero se crean campos del orden de 10 kV/cm,cuando estn un poco por encima de la temperatura de Curie (a temperaturas

ms altas son demasiado conductoras). Luego se enfran manteniendo

aplicado el potencial. Al cesar ste, los monocristales no se pueden desordenar

totalmente de nuevo debido a las tensiones mecnicas acumuladas, y queda

una polarizacin remanente.

Las cermicas piezoelctricas tienen gran estabilidad trmica y fsica,

pueden fabricarse en muy distintas formas y con un amplio margen de valores

en las propiedades de inters (constante dielctrica, coeficientes

piezoelctricos, temperatura de Curie, etc.). Su principal desventaja es la

sensibilidad trmica de sus parmetros y su susceptibilidad a envejecer

(prdida de propiedades piezoelctricas) si su temperatura se acerca a la de

Curie. Las ms empleadas son los de titanatos-circonatos de plomo (PZT), el

titanio de bario y el metaniobato de plomo.

Algunos polmeros que carecen de simetra central tambin presentan

propiedades piezoelctricas de magnitud suficiente para que tengan inters en

diversas aplicaciones donde, por la forma y tamaos necesarios, sera

imposible utilizar otros slidos. El fluoruro de polivinilideno (PVF2 o PVDF) es el

ms conocido. Su coeficiente piezoelctrico de tensin es unas cuatro veces

mayor que el del cuarzo.


42/166

28

Para mejorar las propiedades mecnicas de los sensores

piezoelctricos, en particular su impedancia acstica, se emplean los

denominados composites piezoelctricos, que son sistemas heterogneos de

dos o ms fases diferentes de las que al menos una es activa

piezoelctricamente. En la tabla 2.2 se resumen las principales propiedades de

algunos materiales piezoelctricos de uso comn.

Tabla 2.2 Algunas propiedades de materiales piezoelctricos de usocomn.

Parmetro

unidad

Densidad

kg/m3Tc C 11 33 d

pC/N

resistividad

( cm)

cuarzo 2649 550 4,52 4,68d11 d14

10142,31 0,73

PZT7500 a

7900

193 a

490

425 a

1900

d331013

80 a 593

PVDF

(Kynar)1780 ------ 12

d311015

23

2.1.3 Transductores y Sensores.

Se denomina transductor, en general, a todo dispositivo que convierte

una seal de una forma fsica en una seal correspondiente pero de otra forma

fsica distinta. Es, por tanto, un dispositivo que convierte un tipo de energa en

otro. Esto significa que la seal de entrada es siempre una energa o potencia,

pero al medir, una de las componentes de la seal suele ser tan pequea que

puede despreciarse, y se interpreta que se mide solo la otra componente.


43/166

29

Al medir una fuerza, por ejemplo, se supone que el desplazamiento del

transductor es despreciable, es decir, que no se carga al sistema, ya que de

lo contrario podra suceder que este fuera incapaz de aportar la energa

necesaria para el desplazamiento. Pero en la transduccin siempre se extrae

una cierta energa del sistema donde se mide, por lo que es importante

garantizar que esto no lo perturba.

Dado que hay seis tipos de seales: mecnicas, trmicas, magnticas,elctricas, pticas y moleculares, cualquier dispositivo que convierta una seal

de un tipo en una seal de otro tipo debera considerarse un transductor, y la

seal de salida podra ser de cualquier forma fsica til.

Una definicin que se puede adecuar para el concepto de sensor es que

se trata de un dispositivo capaz de detectar magnitudes qumicas y fsicas,

variables de instrumentacin, y esta interpretarlas en funcin de niveles de

magnitudes de variables de tipo elctricas. Las variables de instrumentacin

pueden ser por ejemplo: temperatura, luz, presin, humedad, fuerza, velocidad,

etc. Una magnitud elctrica puede ser la resistencia elctrica, corriente

elctrica, o diferencias de potenciales elctricos. Entonces un sensor a partir de

la energa del medio donde se mide, da una seal de salida transducible que es

funcin de la variable medida.

Sensor y transductor se emplean a veces como sinnimos, pero sensorsugiere un significado ms extenso: la ampliacin de los sentidos para adquirir

un conocimiento de cantidades fsicas que, por su naturaleza o tamao, no

pueden ser percibidas directamente por los sentidos. Transductor, en cambio,

sugiere que la seal de entrada y la de salida no deben ser homogneas. Para

el caso en que lo fueran se propuso el trmino modificador, pero no ha

encontrado aceptacin.


44/166

30

2.1.3.1 Caractersticas de un sensor

Existen parmetros que caracterizan o diferencian a un sensor de otro

como lo son:

- Rango de medida: Dominio de operacin o funcionamiento en el que

puede funcionar el sensor, fuera de este rango el sensor puede no

funcionar o destruirse.

- Precisin:Es el error de medida mximo esperado.

- Offset:Es el valor de la variable de salida cuando la variable de entrada

es cero.

- Resolucin:Es la mnima variacin de la magnitud de entrada que puede

ser captada o apreciada a la salida. Se puede determinar a partir del

rango de operacin y de la cantidad de bits que contenga el controlador

del sensor.

- Rapidez de respuesta:Puede ser un tiempo fijado o depender de cuanto

vari la magnitud a medir. Depende de la capacidad del sistema para

seguir las variaciones de la magnitud de entrada.

- Derivas:Son otras magnitudes, aparte de la medida como magnitud de

entrada que influyen en la variable de salida. Por ejemplo, pueden ser

condiciones ambientales, como humedad, oxidacin, desgaste,

temperatura del sensor.

- Repetibilidad:Error esperado al realizar varias veces la misma medicin.


45/166

31

2.1.3.2 Tipos de sensores

Segn el aporte de energa, los sensores se pueden dividir en

moduladores y generadores. En los sensores moduladores o pasivos, la

energa de la seal de salida procede, en su mayor parte, de una fuente de

energa auxiliar. La entrada solo controla la salida. En los sensores

generadores o activos, en cambio, la energa de salida es suministrada por la

entrada.

Los sensores moduladores requieren en general ms hilos que los

generadores, ya que la energa de alimentacin suele suministrarse mediante

hilos distintos a los empleados para la seal. Adems, esta presencia de

energa auxiliar puede crear un peligro de explosiones en algunos ambientes.

Por el contrario, su sensibilidad se puede modificar a travs de la seal de

alimentacin, lo que no permiten los sensores generadores.

Segn la seal de salida, los sensores se clasifican en analgicos o

digitales. En los analgicos la salida varia, a nivel macroscpico, de forma

continua. La informacin est en la amplitud, si bien se suelen incluir en este

grupo los sensores con salida en el dominio temporal. Si es en forma de

frecuencia, se denominan, a veces, casi digitales, por la facilidad con que se

puede convertir en una salida digital.

En los sensores digitales, la salida vara en forma de saltos o pasos

discretos. No requieren conversin A/D y la transmisin de su salida es ms

fcil. Tienen tambin mayor fidelidad y mayor fiabilidad, y muchas veces mayor

exactitud, pero lamentablemente no hay modelos digitales para muchas

magnitudes fsicas de mayor inters.


46/166

32

Atendiendo al modo de funcionamiento, los sensores pueden ser de

deflexin o de comparacin. En los sensores que funcionan por deflexin, la

magnitud medida produce cierto efecto fsico, que engendra algn efecto

similar, pero opuesto, y que est relacionado con una variable til. Un

dinammetro para la medida de fuerzas es un sensor cuyo funcionamiento se

basa en que la tensin o fuerza aplicada deforma un muelle hasta que la fuerza

de recuperacin de ste, proporcional a su longitud, iguala a la fuerza aplicada.

En los sensores que funcionan por comparacin, se intenta mantener

nula deflexin mediante la aplicacin de un efecto bien conocido, opuesto al

generado por la magnitud a medir. Hay un detector del desequilibrio y un medio

para restablecerlo. En una balanza manual, por ejemplo, la colocacin de una

masa en un platillo provoca un desequilibrio, indicado por una aguja sobre una

escala. El operario coloca entonces una o varias masas en el otro platillo hasta

alcanzar el equilibrio que se juzga por la posicin de la aguja.

Las medidas por comparacin suelen ser ms exactas porque el efecto

conocido opuesto se puede calibrar con un patrn o magnitud de referencia de

calidad. El detector de desequilibrio solo mide alrededor de cero y, por lo tanto,

puede ser muy sensible y no necesita estar calibrado. Por contrario, tienen en

principio menor respuesta dinmica y, si bien se pueden automatizar mediante

un servomecanismo, no se logra normalmente una respuesta tan rpida como

en los de deflexin.

Segn el tipo de relacin entrada-salida, los sensores pueden ser de

orden cero, de primer orden, de segundo orden o de orden superior. El orden

est relacionado con el nmero de elementos almacenadores de energa

independientes que incluye el sensor, y repercute en su exactitud y velocidad


47/166

33

de respuesta. Esta clasificacin es de gran importancia cuando el sensor forma

parte de un sistema de control en lazo cerrado.

En la tabla 2.3 se recopilan estos criterios de clasificacin y se dan

ejemplos de sensores de cada clase.

Tabla 2.3. Clasificaciones de los sensores.

Criterio Clases Ejemplo

Aporte de energaModuladores

GeneradoresTermistor Termopar

Seal de salidaAnalgicos

Digitales

Potencimetro

Codificador de posicin

Modo de operacinDe deflexin

De comparacin

Acelermetros de deflexin

servo acelermetros

Desde el punto de vista de la ingeniera electrnica, es ms atractiva la

clasificacin de los sensores de acuerdo con el parmetro variable: resistencia,

capacidad, inductancia, aadiendo luego los sensores generadores de tensin,

carga o corriente, y otros tipos no incluidos en los anteriores grupos. Si bien

este tipo de clasificacin es poco frecuente, es el preferentemente elegido,

pues permite reducir el nmero de grupos a unos pocos y se presta bien al

estudio de los acondicionadores de seal asociados. En la tabla 2.4 se recogen

los sensores y mtodos de deteccin ordinarios para las magnitudes ms

frecuentes.


48/166

Tabla 2.4 Sensores y mtodos de deteccin ordinarios para las magnitudes ms fre

Sensores

Magnitudes

PosicinDistancia

DesplazamientoVelocidad

AceleracinVibracin

Temperatura PresinCaudalFlujo

Ni

Resistivos

PotencimetrosGalgas

Magnetorre-sistencias

*Galgas +

masa-resorte

RTDTermistores

Potencimetros+ tubo deBordn

Anemmetrode hilocaliente

Galgas +Voladizo

Termistores

Potenc+ flo

TermLD

CapacitivosCondensador

diferencial* * *

Condensadorvariable +diafragma

*Conde

vari

Inductivos y

electro-magnticos

LVDT CorrientesFoucault

ResolverInductosynEfecto Hall

Ley FaradayLVT Efecto

HallCorrientesFoucault

LVDT +

masa-resorte

*

LVDT +diafragma

Reluctanciavariable +diafragma

LVDT +

rotmetroLey Faraday

LVD

flotCorriFou

Generadores * *

Piezoelec-tricos +masa-resorte

TermoparesPieroelctricos

Piezoelctricos *

DigitalesCodificadores

incrementales yabsolutos

Codificad-resincrementales

*Osciladoresde cuarzo

Codificador +tubo de bordn

Vrtices

Uniones p-n Fotoelctricos * *

DiodoTransistor

Convertidores

T/l

* * Fotoel

Ultrasonidos ReflexinEfecto

Doppler* * *

EfectoDopplerTiempotransitoVrtices

ReflAbso


49/166

35

2.2 Anlisis esttico y dinmico de los dinammetros.

2.2.1 Anlisis esttico.

Como forma de medicin de comportamientos estticos en un sistema

de fuerzas se utilizan dinammetros del tipo resorte, estos dinammetros estn

constituidos bsicamente de un resorte en su interior y exteriormente con un

indicador que indica la fuerza ejercida con el cuerpo a medir en funcin de ladeformacin que el resorte contenga, este efecto viene dado por la ley de

Hooke.

Figura 2.8. Dinammetro tipo resorte.

La ley de Hooke es la ley que domina a las fuerzas elsticas. Las

fuerzas elsticas son de origen electromagntico. Por ejemplo, una viga de

metal. En los metales los ncleos atmicos con carga positiva se encuentran

localizados en posiciones determinadas, mientras que los electrones de las

capas ms externas, con carga negativa, se encuentran delocalizados en el


50/166

seno del metal. Al

externa, la interac

que se oponen a l

excesiva, el cuerpo

En la figura

deforma bajo la ac

F: fuerza externa.

F: fuerza elstica r

Note que F

Grficament

al de la figura 2.10.

la deformacin elfuerza externa el

encontramos en l

deformado mas all

situacin inicial, sin

intentar doblar ligeramente el metal m

in de las cargas positivas y negativas

deformacin. Al retirar la fuerza, si la

regresar a su estado inicial no deform

Figura 2.9.

.9. Una viga metlica est sujeta al bor

in de una fuerza externa F.

stauradora actuando sobre el agente ex

F son pareja de accin y reaccin.

e en un experimento de F vs. X se obtie

La regin correspondiente a valores de

stica, por lo tanto sin pasar ese umbralcuerpo recupera su posicin inicial.

regin de la deformacin plstica, c

de su regin del lmite elstico, no

o que aparece que una deformacin resi

36

ediando una fuerza

da origen a fuerzas

deformacin no fue

do.

e de una mesa y se

terno.

ne un grfico similar

x tales que XXL nos

omo el cuerpo fue

puede recuperar su

dual y permanente.


51/166

37

Figura 2.10

La fuerza hasta antes del lmite de elasticidad es linealmente

proporcional a la deformacin, esta relacin es la que se conoce como Ley deHooke, y se expresa por la ecuacin 2.18.

2.18

Tambin la ley de Hooke se puede aplicar en un grfico de esfuerzo y

deformacin hasta el lmite de elasticidad (figura 2.11), lo que resultara una

ecuacin 2.19 analgica a la ecuacin 2.18.

2.19

: Deformacin. (%)E: Mdulo de Young o mdulo de elasticidad. (N/mm2)

: Esfuerzo, se expresa como la fuerza aplicada sobre la seccin transversalde un slido. (N/mm2)

= &^

=


52/166

Con la infor

Hooke, se puede

analizar es la situ

empotrada en un

en el otro extremo.

Figura 2.12.

La viga al s

deformada present

como deflexin d

determina por:

Figura 2.11 Grfico esfuerzo deformaci

acin ya conocida de lo que estudia b

odelar el sistema de fuerza de forma e

cin analgica a la figura 2.9, es deci

xtremo y cargada con una magnitud de

Viga empotrada de largo L y cargada e

er cargada en su extremo a causa de

ando un desplazamiento X, este despla

la viga. La deflexin mxima que o

_\

38

.

sicamente la ley de

ttica. El sistema a

el sistema de viga

erminada de fuerza

un extremo.

la fuerza F esta es

zamiento se conoce

urre en la viga se


53/166

39

2.20

E: Mdulo de Young del material.

I: Momento de inercia de la seccin transversal de la viga.

Haciendo uso de la ecuacin 2.18 o 2.20 previamente conocidos los

parmetros y variables a usar se puede determinar el desplazamiento ocurridoen el extremo.

La viga de la figura 2.13 representa en forma ms exacta la situacin de

una fuerza aplicada y bajo ella una fuerza de reaccin a causa de un

transductor. La reaccin del transductor se puede representar como un resorte

con una constante elstica (k) muy elevada.

Figura 2.13

Desarrollando se tiene:

2.21

" = %'`$

&\&b

% = &\" &b"% = &\ &b"


54/166

40

La figura 2.13 es equivalente a un cuerpo sobre 2 resortes aplicando una

fuerza neta F como lo representa la figura 2.14.

Figura 2.14

2.2.2 Anlisis dinmico.

Como anlisis dinmico de la situacin de una viga empotrada y en

voladizo con una fuerza aplicada en su extremo y apoyada sobre el transductor

de fuerza, se puede modelar matemticamente un sistema dinmico de

segundo orden. El modelo matemtico es equivalente al sistema mecnico de

masa, resorte, amortiguador; ya que, el transductor y la viga en si actan como

resorte que se deforma elsticamente dentro de sus lmites, la amortiguacin

viene dada por los roces que existen internamente en la viga y en la interaccin

de la transductor y viga, finalmente la masa es la que propiamente posee la

viga empotrada, por lo tanto el modelo se muestra en la figura 2.15.

Usando la funcin transferencia del sistema ya descrito se obtendrn

parmetros como la ganancia del sistema, la frecuencia natural y el coeficiente

de amortiguamiento.


55/166

41

La funcin transferencia es la funcin de un sistema descrito mediante

una ecuacin diferencial lineal e invariante con el tiempo, se define como el

cociente entre la transformada de Laplace de la salida (respuesta) y la

transformada de Laplace de la entrada (excitacin) bajo la suposicin de que

todas las condiciones inciales son cero.

La funcin transferencia es una propiedad de un sistema, independiente

de la magnitud y naturaleza de la entrada o funcin de excitacin. Si se conocela funcin de transferencia de un sistema, se estudia la salida o respuesta para

varias formas de entrada, con la intencin de comprender la naturaleza del

sistema, si bien, la funcin transferencia incluye las unidades necesarias para

relaciona la entrada con la salida, no proporciona informacin acerca de la

estructura fsica del sistema. (Las funciones de transferencia de muchos

sistemas fsicamente diferentes pueden ser idnticas, ejemplo viga empotrada

y apoyada al sistema de la figura 2.15).

Figura 2.15. Sistema masa, resorte, amortiguador.


56/166

42

Si consideramos el sistema mecnico tal cual en la figura 2.15.

Suponemos que el sistema es lineal. La fuerza externa es la entrada parael sistema, y el desplazamiento c de la masa es la salida. El desplazamientoc se mide a partir de la posicin de equilibrio en ausencia de una fuerzaexterna. Este sistema tiene una sola entrada y una sola salida.

A partir del diagrama, la ecuacin del sistema es.

2.22

2.23

Aplicando Laplace a 2.23.

2.24

2.25

2.26

Por lo tanto la funcin transferencia queda.

2.27

2.28

d = (ce &c c = (ce

&c cf = (ce

i/ = 6/j 0/ _k/i/ = 6/

j

k/ 0/k/ _/

)/ = /l

FE= k/

i/

)/ =16

/j 06 / _6


57/166

43

De la funcin 2.28 se obtiene:

La ganancia del sistema.

2.29

La frecuencia natural.

2.30

Y el coeficiente de amortiguamiento.

2.31

La funcin de transferencia del sistema de segundo orden en atraso se

representa en el diagrama presente.

Figura 2.16

) = 1_

= m_6

* = 06_


58/166

44

2.3 Transductores de fuerza.

El transductor como se defini antes (2.1.3) es bsicamente un

dispositivo al que se aplica una energa de entrada y devuelve una energa de

salida; esta energa suele ser diferente al tipo de energa de entrada. Debido a

la facilidad con la que se transmite y amplifica la energa elctrica, los

transductores ms utilizados son los que convierten otras formas de energa,

como calor, luz o sonido, en energa elctrica. Algunos ejemplos son losmicrfonos, que convierten la energa sonora en energa elctrica; los

materiales fotoelctricos, que convierten la luz en electricidad, y los cristales

pieroelctricos, que convierten calor en energa elctrica.

2.3.1 Tipos de transductores.

Existen muchos tipos de transductores y son usados con su

instrumentacin dependiendo de la complejidad. Para el diseo de un sistema

de medicin de fuerzas, para una aplicacin especifica. Es til comprender el

principio de operacin del transductor a usar, as como sus caractersticas de

operacin.

Para nombrar a algunos se hace la siguiente lista.

a. Galgas extensomtricas (clulas de carga) Elementos elsticos.

Galgas extensomtricas de resistencia elctrica.

Galgas extensomtricas de hoja.

Galgas extensomtricas semiconductoras.

Galgas extensomtricas de cable.

Galgas extensomtricas de capa delgada.


59/166

45

b. Cristales piezoelctricos.

Transductores multi-componentes de fuerza.

c. Medidores de fuerza a travs de presin.

Clulas de carga hidrulica.

Clulas de carga neumtica.

d. Otros tipos.

Elementos magneto-elsticos

Elementos dinmicos. Elementos de deformacin plstica.

2.3.2 Clulas de carga.

Cada clula est basada en un elemento de tipo elstico, a que se les

adhiere varias galas de resistencia elctrica. Las propiedades del material

como el mdulo de elasticidad y su forma geomtrica del elemento son las quedeterminaran la magnitud del campo de deformacin local y su posicin, la

medida de la fuerza se determina por la integracin de estos valores

individuales. La capacidad de carga de los extensmetros vara de 5N a 50MN.

Estas son las ms usadas en el mercado y pueden ser utilizadas con

procesadores de alta resolucin digital.

2.3.2.1 Los elementos elsticos.

La forma del elemento elsticos usado en estos extensmetros depende

de muchos factores incluyendo los rangos de fuerza a medir, lmites

dimensionales, e incluso el costo de produccin.


60/166

46

La siguiente figura muestra una seleccin de distintos elementos

elsticos y adems nos presentan sus escalas tpicas de carga. Las flechas

indican el eje de cada elemento.

Figura 2.17 Formas de clulas de carga.

a) Cilindro de compresin 50kN a 50

MN.

b) Cilindro de compresin (hueco)

10kN a 50MN

c) Anillo toroidal 1kN a 5 MN d) R anillo 1kn a 1MN

e) Viga-S 200N a 50kN f) Viga doble fin 20kN a 2MN

g) Viga de doble pandeo (simplificado)

500N a 50kN

h) Viga en cortante 1kN a 500kN.

i) Viga de doble pandeo 100N a 10kN. j) Cilindro a tensin 50kN a 50MN.


61/166

47

Cada elemento est diseado para medir la fuerza a lo largo de su eje

principal y que no sean afectadas por otras fuerzas. El material usado es

usualmente acero para herramientas, acero inoxidable, aluminio o cobre, en

general materiales que tengan la ayuda de tener una relacin linear entre

esfuerzo y deformacin, con baja histresis. Tambin debe tener buena

resistencia a la fatiga y para asegurar un buen elemento para medir, cabe

decir que tambin el material usualmente se somete a tratamientos trmicos

especiales.

2.3.2.2 Galgas extensomtricas de resistencia elctrica.

Todas las galgas extensomtricas de resistencia elctrica pueden ser

consideradas como una longitud de conducto en el material, o como un cable.

Cuando la longitud es sujetada a la tensin dentro de su lmite de tensin, esta

longitud se incrementa a medida que el correspondiente dimetro disminuye al

igual que la resistencia elctrica, si el material conductor de electricidad se une

a otro elemento elstico sometido a deformacin, entonces la variacin ocurrida

en la resistencia se puede cuantificar, y usado para calcular la fuerza desde la

calibracin del elemento.

Las galgas estn construidas usualmente con aleaciones de Cobre-

Nquel, Nquel-Cromo, Nquel-Cromo-Molibdeno y Platino-Tungsteno. Cada

galga extensomtrica es diseada para medir la deformacin a lo largo de uneje claramente definido, por lo que puede ser alineado adecuadamente.


62/166

48

2.3.2.3 Extensmetros de hoja.

Estos tienen ventajas significativas respecto a las dems tipos de galgas

extensomtricas. Consisten en una hoja de metal con un patrn determinado,

montado sobre material aislante, construidos por una unin entre una delgada

hoja de metal rolado (2-5m) en una hoja o lmina de respaldo de 10 -30m de

espesor. El patrn de la malla de medicin se produce por luz.

Los mtodos de produccin son similares a las usadas en la

manufactura del circuito, lo que gua a la automatizacin y por lo tanto tambin

a bajos costos. Los materiales de respaldo o base con la epoxia, poliamida y

resinas epoxicas fenolicas reforzada con cristal. La base es un aislante entre

el elemento elstico y la hoja, facilita su uso y tambin una fcil unin de la

superficie. Una gran variedad de extensmetros de hoja son comercialmente

adquiribles para el usuario comn. Algunos de los diseos ms usados se

presentan en la siguiente figura 2.18.

Figura 2.18 Patrones de extensmetros de hoja


63/166

49

2.3.2.4 Galgas extensomtricas semiconductoras.

Estas son construidas a base de tiras de silicn semiconductor, ya sea

en forma de n o de p. La salida es bastante alta comparada con la de una

galga de hoja o de cable. El gage factor es una medida de la salida para una

deformacin dada y es generalmente de 100 150 para un semiconductor y de

2 -4 para una galga de hoja. Adems la salida no es lineal con respecto a la

deformacin unitaria pero no exhiben histresis y tienen una muy larga vida conrespecto a la fatiga. Estas galgas son usadas en pequeos transductores tales

como los de fuerza, acelermetros y sensores de presin.

2.3.3 Transductores piezoelctricos.

Efecto piezoelctrico, fenmeno fsico en el cual aparece una diferencia

de potencial elctrico entre las caras de un cristal cuando este se somete a

presin mecnica. Tambin puede funcionar en el sentido contrario, cuando se

aplica un campo elctrico a ciertas caras de una formacin cristalina, esta

experimentas vibraciones o distorsiones mecnicas.

Este efecto se produce en varias sustancias cristalinas como el bario, el

titanio o la turmalina. El efecto se explica por el desplazamiento de iones en

cristales que tienen una celda unitaria asimtrica. Cuando se comprime el

cristal, los iones de las celdas se desplazan, provocando la polarizacinelctrica de la misma. Debido a la regularidad de la estructura cristalina, estos

efectos se acumulan, produciendo una diferencia de potencial elctrico entre

determinadas caras del cristal. Cuando se aplica al cristal un campo elctrico

externo, los iones de cada celda son desplazados por las fuerzas

electroestticas, produciendo una deformacin mecnica. Dada su capacidad

de convertir la deformacin mecnica en voltaje elctrico y un voltaje elctrico


64/166

50

en movimiento mecnico, los cristales piezoelctricos se utilizan en dispositivos

como los transductores, que se emplean en la reproduccin de discos, y en los

micrfonos.

Cuando una fuerza es ejercida sobre cierto material cristalino, se forman

cargas elctricas en las superficies del cristal en proporcin a la razn de

cambio de la fuerza. Para hacer uso de esta pieza se requieren amplificadores

de carga para integrar las cargas elctricas para dar una seal proporcional ala fuerza aplicada y suficientemente grande para medirla. Los primeros

transductores para aplicar el efecto piezoelctrico para mediciones usaban

cuarzo natural, de ah que estos transductores son conocidos como

transductores de fuerza de cuarzo o transductores piezoelctricos. Estos

sensores de cristal piezoelctricos son diferentes a la mayora de las dems

formas de sensor. No se necesitan alimentar de poder o energa y la

deformacin para generar una seal es muy pequea, lo cual tiene la ventaja

de una respuesta de alta frecuencia del sistema de medicin sin la introduccin

de cambios geomtricos al patrn de la medicin de la fuerza.

Cuando se encuentra en forma de anillo y esta se carga con una fuerza

de compresin con un valor de 10kN, un transductor piezoelctrico normal se

deforma 0.001mm. La alta frecuencia de respuesta (por encima de 100kHz)

dada por la dureza y otras cualidades del material y del efecto piezoelctrico

hacer que estos transductores sean muy apropiados para la toma demediciones dinmicas.


65/166

51

Figura 2.19 Anillo piezoelctrico.

Los sensores de cristal piezoelctrico son diseados, principalmente

para aplicaciones usando un tornillo pre-tensionado el cual permite la medicin

de fuerzas en ambas direcciones, tensin y compresin. El ensamble de este

tipo de anillo es mostrado en la figura 2.20.

Figura 2.20 Ensamble del anillo piezoelctrico.

La precarga es importante para asegurar linealidad y el sensor debe ser

calibrado despus del montaje. Una extensin de este principio es el uso de

pernos de medicin de fuerza los cuales son colocados dentro de la estructura

de una mquina o herramienta y responden a las fuerzas dentro de la

estructura.


66/166

Existe una

influye, en que est

estticas y son

periodos pueden

mediciones cuasi-e

Los sensore

tanto en laboratoribastante amplio y

pequeos sensore

temperaturas mayo

2.3.3.1 Transduct

Estos trans

ortogonales, en la

de estos elemento

Figura 2.21

equea fuga de la carga en el amplifi

es la razn por la cual no son muy apto

ucho ms utilizados para cargas din

acer una buena medicin y a esto s

stticas.

s de cristales piezoelctricos son ideal

os como en arreglos industriales. El restos transductores soportan bastan

de largo rango de medida son fciles

res a 350C.

ores de fuerza de multi-componentes.

uctores son capaces de medir la fuer

siguiente figura se ilustra el principio de

.

uncionamiento de multi-componentes pi

52

ador de carga esto

s para medir cargas

micas, por largos

le llama cargas o

es para mediciones

ngo de medida este sobrecarga. Los

de usar y soportan

za en los tres ejes

operacin y trabajo

ezoelctricos.


67/166

53

La fuerza F acta sobre el transductor siendo transmitida a cada uno de

los tres discos con la misma magnitud y direccin. Cada uno de estos cristales

piezoelctricos han sido cortados a lo largo de un eje especifico y la orientacin

del eje sensitivo coincide con el eje de las componentes de la fuerza a ser

medidas. Cada una de estas produce una carga proporcional a la componente

de la fuerza que recibe cada disco. La carga total es colectada por electrodos

insertados dentro del armazn.

2.3.4 Transductor de fuerza con presin.

Las clulas hidrulicas de carga son un dispositivo lleno de un lquido

(generalmente aceite) que tiene una presin de precarga. La aplicacin de la

fuerza aumenta la presin del lquido que es medida por un transductor de

presin o exhibida en un dial de la galga de presin va un tubo de bordn.

Cuando estn utilizadas con un transductor de presin, las clulas de carga

hidrulicas son intrnsecamente muy duras, se deforman cerca de 0,05

milmetros bajo condiciones de fuerza completa. Las clulas de carga

hidrulicas son autnomas y no necesitan ninguna energa externa. Son

convenientes para el uso en atmosferas potencialmente explosivas y se

pueden usar para medir la tensin o la compresin.

Figura 2.22 Transductores de fuerza por presin.


68/166

54

Los principios de funcionamiento de la clula de carga neumtica son

similares a las de la clula de carga hidrulica. La fuerza se aplica en un

extremo de un pistn y es balanceada por la presin neumtica en el otro lado.

Esta presin contraria es proporcional a la fuerza y se exhibe en un dial de la

presin. El dispositivo de deteccin consiste en un compartimiento con un

casquillo o tapa. La presin de aire se aplica al compartimiento y se acumula

hasta que es igual a la fuerza en el casquillo. En esta posicin de equilibrio, la

presin en el compartimiento es una indicacin de la fuerza en el casquillo y sepuede leer la galga neumtica de dial de presin.

2.4 Acondicionadores de seales.

La seal de salida de un sistema de medicin en general se debe

procesar de una forma adecuada para la siguiente etapa de la operacin. La

seal puede ser por ejemplo, demasiado pequea, y sera necesario

amplificarla; podra contener interferencias; ser no lineal, convertirla de anlogo

a digital o viceversa, etc. Cualquier cambio que se produjera en la seal lo que

lo genera se le denomina Acondicionador o acondicionamiento de seal.

Los sistemas de instrumentacin se clasifican en dos grupos principales;

digitales y analgicos. Los sistemas analgicos trabajan con seales con

caractersticas de una funcin continua en el tiempo. Los sistemas digitales se

caracterizan por funcionar en nmeros de pulsos discretos discontinuos peroperidicos en el tiempo, cuya informacin contiene datos de la magnitud en el

instante.


69/166

55

2.4.1 Procesos del acondicionamiento de seales.

Los siguientes son algunos de lo

Diseño e implementación de un dinamometro para medir la fuerza de mecanizado en el torno GAP-BED...

Documents

Transcript of Diseño e implementación de un dinamometro para medir la fuerza de mecanizado en el torno GAP-BED...