INSTRUMENTACIN VIRTUAL

ENSAYO Santana Alex

l_ex_yo@hotmail.com

REALIZAR MEJORES MEDICIONES DE CARGA, TORQUE Y PRESIN

Debido al desarrollo tecnolgico en mediciones de fenmenos fsicos, nace la necesidad de

aprender a usar estas herramientas mejorando la calidad en la toma de las mismas, reduciendo

errores adems de acondicionamientos adecuados para diferentes seales precisando las

mediciones de carga, presin y torque. Las cuales debern ser integradas a nuevos sistemas de

adquisicin mejorando as la calidad de adquirir este tipo de datos.

Los sistemas de adquisicin de datos tienen como uno de sus principales objetivos tratar seales

elctricas generadas de la deteccin y censado de fenmenos fsicos, para lo cual se usan sensores

como primer pas del sistema de medicin, en este caso variables fsicas como las de presin,

torque y carga, pueden ser medidas con clulas de carga. Para esto es necesaria una etapa de

transduccin mediante un puente de Wheatstone lo cual ayudara a obtener una seal electrnica

capaz de ser interpretada en la etapa de adquisicin.

Fundamentalmente las mediciones basadas en un puente de Wheatstone, se dan por la necesidad

de acondicionar diferentes sensores cuyo principio fsico resulta de una deformacin provocada

de la variacin de resistencia, al haberse aplicado un esfuerzo fsico o fuerza de tensin sobre la

superficie del sensor y a su vez este factor se usa como la razn de cambio del puente de acuerdo

a la sensibilidad del material en contacto.

Para entender de mejor manera el uso de sensores en los sistemas de medicin se ejemplificara

con el uso de sensores de presin, celdas de carga y sensores de torque.

Los sensores de presin cuyas unidades son PSI y Pascales usan el principio de la suma de fuerza

aplicada para producir un desplazamiento a partir de un efecto resorte y as generar una variacin

que puede ser transducida en algn tipo de seal elctrica; entre los principios ms comunes

tenemos los piezoresistivos de silicio, laminas que pueden ser diafragma o un sensor de fuerza

todas basadas en el uso de galgas extensiomtricas, estas toman medidas de presin y la comparan

con medidas de presin atmosfrica de acuerdo a ciertos ambientes; para las deformaciones y

cuyos principales tipos son: Absoluto, Manomtrico, Manomtrico real, Diferencial,

Baromtrico.

Las celdas de carga se miden en unidades de fuerza como los Newton, los cuales funcionan a

diferentes capacidades y diseos que compone la estructura de los resortes como: de vigas de

varias flexiones, de red de corte y de varias columnas, cuyos materiales estn compuestos de acero

inoxidable y aluminio; con la base de galgas extensiomtricas colocadas en zonas especficas a

censar. Entre algunas celdas de carga tenemos: viga flexible, viga de corte, columna; a su vez

estn tienen subtipos que se ajustan a nuestras necesidades de medicin y de capacidad a la fuerza

que se le aplicara.

Los sensores de torque cuya unidad de medida es el Newton.metro al ser una fuerza aplicada en

a cierta distancia, cuyo principio fsico es el de detectar el momento de giro ya sea

horario(positivo) o anti horario(negativo) entre una fuente de movimiento rotatorio y de una

carga; para lo cual se tiene diferentes principios como: cruciforme hueco, eje cuadrado slido,

rayos radiales, tubular hueco cuyas caractersticas varan desde sus rangos de capacidad de fuerza

aplicada as como a variaciones mnimas que se realizan por el movimiento, fcil acoplamiento

a configuraciones mecnicas; tambin usa galgas extensiomtricas para la deteccin de la fuerza

rotatoria que se le aplica en su superficie. Entre sus principales tipos estn: por reaccin y por

rotacin.

Una vez obtenidos los datos en un rango adecuando de medicin se precede con normas

estandarizadas de la IEEE para la adquisicin de datos mediante el uso de hardware y software,

llamado TEDS a donde se guardara la informacin principal de los sensores mediante el uso de

memorias de tipo EPROM ubicadas en el sistema de medicin los cuales involucran ventajas

relacionadas con la eficiencia de los equipos como que toda informacin referente a periodos de

calibracin, tiempo de configuracin de sistemas y datos de usuario as como la ubicacin de

ciertos sensores, manteniendo la confianza en la informacin enviada desde los mismos hacia el

sistema de control.

Al medir de manera adecuada estos sensores basados en la configuracin de puentes se necesita

tomar en cuenta factores como la alimentacin del puente, el ADC que ser usado para medir la

seal y la calibracin shunt. Los niveles de excitacin para las galgas pueden afectar ya sea en la

relacin de seal ruido o el calentamiento excesivo de la misma cambiando resistencia y

sensibilidad de la galga pero todo esto depende del puente en el que est ubicada. En la medicin

del puente en un enfoque proporcional se puede apreciar una alta sensibilidad e inmunidad a

cambios brusco de temperatura generada por excesiva excitacin, dando paso a un sistema ms

simple y seguro de medicin por puentes incrementando la estabilidad de la medicin.

El desfasamiento inicial de voltaje se puede corregir por software o por hardware as tambin se

usa calibracin shunt y null para resolver errores de ganancia y de offset, todos estos se incluyen

con los sistemas de adquisicin de datos.

En conclusin para una adecuada medicin de carga, torque y precisin se debe realizar ciertos

procesos basados en hardware y software complementndose de tal manera que para una correcta

medicin se inicie por la identificacin real del fenmeno fsico, dando paso a la eleccin de un

sensor que tenga caractersticas adecuadas de transduccin de las variables fsicas aplicadas, as

como de un sistema de adquisicin y acondicionamiento de seales que reduzca a su mnima

expresin errores de medicin, y tenga un despliegue eficaz de la informacin en un computador.

REFERENCIA:

[1] Antonio Salinas. (2013). Realizar mejores mediciones de carga, torque y presin [en lnea] Disponible en: ni.com/data-acquisition [2015,29 de mayo].