Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD - Vicerrectora Acadmica y de Investigacin - VIACIEscuela: Ciencias Bsicas Tecnologa e Ingeniera Programa: Ingeniera ElectrnicaCurso: procesamiento Analgico de Seales Cdigo: 299007

PROCESAMIENTO ANALGICO DE SEALES 20 DE MAYOGua Integrada de Actividades Contexto de la estrategia de aprendizaje a desarrollar en el curso:

El aprendizaje de los contenidos de este curso se aborda desde la estrategia basada en problemas, la cual est distribuida en todo el curso a lo largo de diferentes actividades clasificadas en una actividad preliminar y cinco momentos: En el primer momento se aborda de manera individual la lectura y anlisis del problema, en el segundo momento el participante describe detalladamente todas las seales y sistemas conocidos (variables conocidas) y hace un listado de caractersticas asociadas a cada sistema y a cada seal, luego, en un tercer momento el estudiante determina las seales desconocidas mediante el uso de la operacin de convolucin, adems usa el anlisis de Fourier para describir cada uno de los subsistemas involucrados desde el punto de vista de la frecuencia (anlisis de espectro) en este punto cuenta con el apoyo del grupo y del tutor dentro del foro de trabajo colaborativo destinado para ello. El momento 4 es muy importante, en este el participante puede utilizar una herramienta de software para verificar los resultados tericos (validacin) obtenidos en los momentos previos, y finalmente en el momento 5, se construye el informe grupal del trabajo.

DESCRIPCIN DEL PROBLEMA

De acuerdo a Saavedra[footnoteRef:1] la medicin y anlisis de vibraciones es utilizado, en conjunto con otras tcnicas, en todo tipo de industrias como tcnica de diagnstico de fallas y evaluacin de la integridad de mquinas y estructuras. En el caso de los equipos rotatorios (motores) la ventaja que presenta el anlisis vibratorio respecto a otras tcnicas como tintas penetrantes, radiografa, ultrasonido, etc., es que la evaluacin se realiza con la mquina funcionando, evitando con ello la prdida de produccin que genera una detencin. [1: La medicin y anlisis de las vibraciones como tcnica de inspeccin de equipos y componentes, aplicaciones, normativas y certificacin. Saavedra. 2001.]

Un instrumento de medida de la vibracin est compuesto por las siguientes etapas:

Figura 1. Etapas de un sistema de anlisis de vibraciones

El objetivo del anlisis de vibraciones es poder extraer el mximo de informacin relevante que ella posee. Para esto existen diferentes tcnicas de anlisis tanto en el dominio tiempo como en el dominio frecuencia, las cuales tienen sus propias ventajas para algunas aplicaciones en particular. Por otra parte uno de los problemas ms serios en las mquinas y estructuras es el riesgo de una falla catastrfica debido a la generacin de grietas en ellas. A pesar de que las mquinas y estructuras son cuidadosamente diseadas y minuciosamente inspeccionadas, tanto antes de su puesta en servicio como peridicamente durante su vida operativa, hay antecedentes en la literatura del colapso de plantas debido a ejes y estructuras agrietadas.

La Figura 2 muestra una viga simplemente apoyada, la cual tiene una grieta transversal de profundidad de un 40% del ancho de ella. La figura 3 muestra el comportamiento vibratorio de esta viga agrietada cuando se le aplica una fuerza transversal senoidal con frecuencia f = 83 (Hz), y amplitud 10 Newtons.

Figura 2. Viga agrietada sometida a un esfuerzo transversal

Figura 3. Aceleracin en el nodo 3

El preamplificador tiene una ganancia de 10000, adems, se puede decir que una expresin matemtica que aproxima el comportamiento de la aceleracin de la barra es:

(1)

Donde se considera ruido de la medida. El acondicionador de seal permite eliminar el ruido. Considere tambin que el detector es un filtro pasa banda cuyo comportamiento esta expresado por la siguiente ecuacin diferencial:

Donde es la salida del filtro y es la seal de entrada.

Los datos exactos de estn en el ANEXO 2. Se pretende hacer uso de las diferentes herramientas estudiadas en el curso de procesamiento analgico de seales y del diagrama de bloques de la Figura 1, para solucionar los cuestionamientos mencionados en la siguiente sntesis de actividades:

Actividad individualProductos acadmicos y ponderacin de la actividad individual Actividad colaborativa*Productos acadmicos y ponderacin de la actividad colaborativa

Momento 4: Validacin de resultados en el entorno de aprendizaje prctico. En esta instancia cada participante ingresa a dicho entorno y usa los enlaces presentados (caja de herramientas) para descargar al menos una de las herramientas computacionales de simulacin que se presenta all, luego, usa el software para simular todo el procesamiento de seal descrito en la Figura 1 considere dos casos: cuando a(t) es la seal del Anexo 2 (datos exactos), y cuando a(t) es la seal de la expresin (1) (datos tericos), para validar los resultados obtenidos en los momentos anteriores

Cada participante enva al foro del momento 4 un archivo con formato IEEE donde se incluya una propuesta de introduccin, conclusiones (recuerde los dos casos estudiados en el momento 4).

El estudiante puede enviar sus preguntas relacionadas con el manejo del software en el foro para validacin de resultados, que estar disponible durante el momento 3, y 4 en el entorno de aprendizaje prctico.

*Diligenciar el trabajo hecho en esta actividad usando el e-portafolio *Realizar la coevaluacin en el entorno de evaluacin y seguimiento.Los resultados de las simulaciones (todas las seales) debe compartirlas en el foro para el momento 4 ubicado en el entorno de aprendizaje colaborativo, en un archivo Word usando formato IEEE con su nombre (ejemplo: freddy_info_practica.doc).

Propuesta individual de introduccin y conclusiones para el trabajo final

Total: 30 puntos, de acuerdo a los criterios de la rbrica analtica de evaluacin

Encuesta de autoevaluacin diligenciada en el entorno de evaluacin y seguimiento. Recuerde que en el syllabus se indica que estos resultados son formativos, no suman en la calificacin final, pero son necesarios para que usted como estudiante conozca su calificacin de la evaluacin final.

Momento 5: Durante esta fase dentro del foro para dicho momento el grupo se pondr de acuerdo para seleccionar las respuestas a cada interrogante del problema planteado (todos los momentos anteriores) y los resultados de simulacin que consideren ms acertados (se debe incluir un anlisis comparativo de los dos casos de simulacin)

Teniendo en cuenta los acuerdos de grupo logrados en el foro del momento 6, el estudiante designado con el rol de colaborador construye el informe grupal en el entorno de evaluacin y seguimiento en el espacio Producto del momento 5. Finalmente el moderador enva el informe realizado en pdf al entorno de evaluacin y seguimiento. El informe IEEE debe contener las siguientes partes: Ttulo, resumen, Introduccin, desarrollo del problema, y conclusiones, y no debe superar 10 pginas (se aclara que no se pide el marco terico)

Total: 95 puntos, de acuerdo a los criterios de la rbrica analtica de evaluacin

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