Laboratorio Sensores Reporte 9 Tacometro
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Practica#9: Tacómetro
MATRÍCULA 1869547
Brigada: 316
Día: Miércoles
Hora: V6
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Práctica
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PREÁMBULO AL TALLER DE APRENDIZAJE
Asignatura Sensores y Actuadores
Tacómetro
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Universidad Autónoma de Nuevo León
Facultad de Ingeniería Mecánica y
Eléctrica
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Tabla de contenido
Introducción .............................................................................................................................3
Objetivo General ....................................................................................................................3
Objetivo Particular ................................................................................................................4
Marco Teórico ..........................................................................................................................4
Historia………………………………………………………………………………………………………..5
Clasificaciones de los tacómetros y sus características…………………………………...7
Aplicaciones…………………………………………………………………………………………….…12
Planteamiento del Problema..........................................................................................15
Desarrollo de la práctica .................................................................................................. 15
Resultados .............................................................................................................................. 17
Conclusiones ......................................................................................................................... 18
Problemas Propuestos ....................................................................................................... 18
Introducción
Objetivo General
El estudiante comprenderá el principio de funcionamiento del tacómetro, conocerá
sus diferentes clasificaciones, características, su historia y aplicaciones. Además,
mediante una interfaz con el software NI LabVIEW y, a través del hardware NI
ELVIS, monitoreara la velocidad de un motor de cd con diferentes tiempos de
muestreo, y con los resultados obtenidos elaborará una tabla y gráficas para los
diferentes parámetros del sistema: pulsos por muestreo, pulsos por revolución,
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tiempo muestral y la frecuencia de rotación; para así obtener una mejor apreciación
del comportamiento de la velocidad del motor en el tiempo.
Objetivo Particular
El estudiante pedirá en el laboratorio el material a utilizar, hará las conexiones
pertinentes en el equipo, seguirá las instrucciones escritas para evitar errores en las
conexiones y se dedicará a realizar su práctica tomando los datos necesarios y
evidencias para su reporte.
Marco Teórico
En aplicaciones cotidianas, el tacómetro funciona usando como referencia un
punto del objeto que va a rotar, para contar las veces que este punto da una vuelta
completa, es decir, las veces que el punto pasa por un lugar especifico. De esta
manera, si dicho conteo se lleva a cabo durante un tiempo predefinido (tiempo
muestral), se podrá obtener la frecuencia de rotación mediante la siguiente relación:
Ec.
(1)
Donde:
ω= frecuencia de rotación
T= tiempo muestral
X= número de veces que se cumple la condición de giro (revoluciones)
Ejemplo:
Si determinamos que en un lapso de 5 segundos, la condición de giro se cumple 37
veces, entonces tenemos que:
T= 5 s.
X= 37 rev.
Ejemplo:
Si determinamos que la condición de giro se cumple cada 0.1351 seg, tenemos que:
T= 0.1351 seg.
X= 1 rev.
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“FIGURA 9.1 Tacómetro óptico con escala de 0 a 8000 RPM”
Los tacómetros suelen medir las revoluciones por minuto (o, de acuerdo a sus
siglas, RPM). Para que su expresión resulte más sencilla, expresan esta unidad de
frecuencia multiplicada por 1.000. Así, el indicador puede expresar números del 1
al 8, por ejemplo. Si la aguja del tacómetro marca 5, quiere decir que el motor en
cuestión gira a una velocidad de 5.000 revoluciones por minuto. Dicho de otro
modo: ese motor completa 5.000 vueltas en un minuto.
Historia
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Cristóbal Colón tenía marineros que utilizaban una línea con nudos espaciados
uniformemente a intervalos específicos para ayudar a determinar a Colón la
velocidad náutica, de ahí el término "nudos" cuando se habla de la velocidad de un
barco. Los marineros arrastraban la línea pesada y anudada en el agua. Los
marineros contaban los nudos disponibles en un plazo establecido para determinar
la velocidad de la nave.
Arthur P. Warner, titular de más de 100 patentes, según el sitio web de Warner
Electric, inventó un dispositivo de medición de velocidad para las herramientas de
corte industrial, llamado el corte del medidor. A continuación, adaptó esta
tecnología para el automóvil. Diferentes tipos de velocímetros estaban a disposición
de los fabricantes de automóviles, por lo que Warner emprendió una campaña de
marketing para promocionar su velocímetro para el público. De acuerdo con el sitio
web de Warner, How It’s Made, "el diseño disfrutó de un éxito considerable".
Después del final de la Primera Guerra Mundial, la compañía Warner Instrument
colocó nueve de cada 10 velocímetros en los automóviles.
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Si clasificamos a los tacómetros por su principio de operación, podemos establecer
dos grandes grupos: los de contacto y no-contacto. El tacómetro de contacto utiliza
un elemento acoplador entre el elemento bajo rotación y el mismo instrumento de
rotación, con lo cual le permite activar un mecanismo interno. (Ver figura 9.2)
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6. Tacómetros estroboscopios.
Tacómetros centrífugos
Los tacómetros centrífugos son dispositivos que sirven para indicar la velocidad de
rotación de piezas en movimiento rotacional. Estos aparatos basan su
funcionamiento en la fuerza centrífuga que se genera en una masa giratoria.
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“FIGURA 9.5 Estructura del tacómetro centrífugo”
Tacómetros eléctricos
Los tacómetros eléctricos son dispositivos que sirven para indicar la velocidad de
rotación de piezas en movimiento rotacional. Basan su funcionamiento en el
crecimiento o disminución del voltaje o la frecuencia de la corriente producida por
un generador de corriente alterna al que se le aplica la velocidad de rotación a
medir.
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“FIGURA 9.6 Esquema de funcionamiento del tacómetro
electrónico”
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“FIGURA 9.7 Partes del tacómetro electrónico”
Tacómetros ópticos
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Tacómetros estroboscopios
Este tipo de tacómetros, pueden ser de contacto, o sin contacto con el eje que gira,
basan su funcionamiento en el conteo de la cantidad de pulsos eléctricos por unidad
de tiempo, utilizando algún procedimiento de generación de esos pulsos
proporcionales a la velocidad de giro de la pieza, cuya velocidad se quiere medir.
En algunos casos, como en los automóviles, se utilizan directamente los pulsos
generados por alguna de las partes de él, como el sistema de encendido, en otros, se
acoplan al árbol al que se quiere medir la velocidad un dispositivo que los genera.
De todas formas el sistema de medición de velocidad de giro se compone de dos
partes generales:
Aplicaciones
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Ingeniería de tráfico.
Los sensores de efecto Hall típicamente utilizan un blanco rotatorio unido a una
rueda, caja de cambios o el motor. Este objetivo puede contener imanes, o puede
ser una rueda dentada. Los dientes de la rueda varían la densidad de flujo de un
imán en el interior de la cabeza del sensor. La sonda está montada con su cabeza a
una distancia precisa de la rueda de destino y detecta los dientes o los imanes que
pasan a su cara. Un problema con este sistema es que el espacio de aire necesario
entre la rueda de objetivo y el sensor permite que el polvo ferroso desde el bastidor
del vehículo que se acumule en la sonda o diana, la inhibición de su función.
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Hall. Otros sistemas conectan el eje de un estroboscopio, que alterna la luz y la
oscuridad en un fotodiodo.
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Planteamiento del Problema
Ahora es necesario utilizar el material de la práctica 6 y práctica 8, el motor de cd y
el encoder, a su vez debemos usar el programa Prac9.vi, que es un tacómetro
virtual previamente elaborado, para poder realizar las mediciones requeridas y
poner en práctica los conocimientos teóricos previamente adquiridos.
Desarrollo de la práctica
Material a utilizar
Archivo Prac9.vi
Encoder
Motor de cd, para el encoder.
Salidas TTL
1. Conectar el encoder (utilizado en la anterior práctica y con el motor de cd) a las
entradas digitales del NI ELVIS de modo que mande las señales al igual que los
LEDs montados en el encoder.
2. Encender NI ELVIS
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“FIGURA 9.9 Diagrama de bloques del programa Prac9.vi”
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Resultados
El tiempo muestral, las revoluciones por minuto, los pulsos generados y los pulsos
por revolución se tabularán en la siguiente tabla y al final procederás a realizar una
gráfica de Tiempo vs Pulsos, y otra más de Tiempo vs Revoluciones.
Tiempo vs Pulsos
1.2
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
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Tiempo vs Revoluciones
1.2
0.8
0.6
0.4
0.2
0
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
Conclusiones
El tacómetro es una gran herramienta que se puede utilizar en diversos
campos de la industria y la ciencia, para el control de procesos automatizados
e investigaciones de laboratorio que requieran de un control preciso y exacto a
tiempo real de un elemento.
Investigación
Funcionamiento del tacómetro
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En el tacómetro, el imán permanente gira dentro de un anillo de aluminio
con-céntrico a él, y su campo magnético giratorio genera en dicho anillo
corrientes pará-sitas que, a su vez, originan otro campo.
La acción recíproca de ambos campos crea así sobre el anillo un momento que
tiende a hacerlo girar en el mismo sentido que el imán, y que es tanto mayor
cuanto mayor sea el número de revoluciones de este último. Sin embargo, el
tacómetro posee un muelle espiral que impide que el anillo gire libremente, y
sólo le permite girar levemente de acuerdo con el momento apli-cado sobre él
(venciendo al par antagonista creado por el muelle). Una aguja fijada al anillo
señala la velocidad sobre una escala graduada.
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medir, o bien pintura reflectante o similar para que el sensor óptico del
tacómetro pueda captar la señal reflectante en cada vuelta del eje y transmitirla
al cerebro (integrado operacional) del equipo y procesar la información
mostrando también la medida obtenida en el display.
También hay tacómetros que pueden medir de las dos formas en un mismo
equipo, solo tenemos que escoger la más adecuada para cada medición que
vayamos a realizar. Lógicamente estos modelos suelen ser de precio superior
por ser de tacómetros de doble función.
Medida de máximos
Medida de mínimos
Medida de promedios
Retención de lectura última
Rango automático
Display iluminado
Peso y tamaño reducidos
Conexión a ordenador para descarga de datos (por ejemplo el modelo
DT2230)
Precisión: 0,1%
Resolución: 0,1 RPM
Conversión de medida automática en kilómetros por hor (km/h) , pies por
minuto, o metros por segundo.
La alimentación de los tacómetros suele ser a través de una pila de 9V
(6F22) y algunos disponen de orificio para conexión a red 220V,
mediante un adaptador de corriente.
Bibliografías
Dagatron. (Marzo 13, 2018). Tacometros. Abril 30, 2020, de
Dagatron Sitio web: http://www.dagatron.es/blog/tacometros/
Ecured. (Sin Fecha). Tacómetro. Abril 30, 202, de Ecured Sitio web:
https://www.ecured.cu/Tac%C3%B3metro
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