TRANSDUCTORES DE VELOCIDAD

Velocidad angular, w

En el instante t' el móvil se encontrará en la posición P' dada por el ángulo q '. El móvil se habrá desplazado Dq=q ' -q en el intervalo de tiempo Dt=t'-tcomprendido entre t y t'.Se denomina velocidad angular media al cociente entre le desplazamiento y el tiempo.

Como ya se explicó en el movimiento rectilíneo, la velocidad angular en un instante se obtiene calculando la velocidad angular media en un intervalo de tiempo que tiende a cero

• Una de las mediciones más importantes en las aplicaciones industriales es la de la velocidad angular.

• Esto se realiza mediante los tacómetros, que pueden ser mecánicos o eléctricos.

• También se puede medir la velocidad mediante medidores de velocidad por impulsos y sistemas ópticos.

Tacómetros mecánicos

• Tacómetros mecánicos: El más sencillo es el contador de revoluciones. Consiste en un tornillo sinfín que se acopla al eje cuya velocidad se quiere medir. Este tornillo hace rotar por un sistema de engranajes, a dos diales concéntricos calibrados.

Cada división del dial exterior representa una vuelta del eje giratorio mientras que cada división del dial interior corresponde con una vuelta del dial externo.

Tacómetro centrífugo

• Va provisto de dos bolas, que por efecto de la fuerza centrífuga, se alejan tanto más del eje cuanto mayor sea la velocidad angular. Así se comprime un resorte que va unido a un dispositivo provisto de una aguja indicadora que señala sobre una escala la velocidad angular.

Tacómetros eléctricos

-Tacodinamos o dinamos tacométricas: proporcionan una señal de corriente continua. Están constituidos por un inductor que genera un campo magnéticomediante imanes permanentes o electroimanes y un inducido o rotor ranurado sobre el que se bobinan unos devanados de hilo conductor. Las bobinas devanados se conectan a las delgas del colector. Al girar el rotor dentro de campo inductor hace que aparezca en las bornes de salida a través de las escobillas una tensión continua con una ondulación reducida. Suelen tener una sensibilidad entre 5 y 10 mV por cada r.p.m. y pueden medir velocidades de hasta 10000 r.p.m.

Tacoalternadores o alternadores tacométricos:

proporcionan una señal alterna senoidal con frecuencia y amplitud proporcionales a la velocidad de rotación.A diferencia de la tacodinamo el elemento que gira es el inductor o rotor formado por un imán permanente o electroimán.Tiene la ventaja frente a la tacodinamo que no utiliza colector y escobillas, lo que le dota de mayor duración.Tiene una sensibilidad comprendida entre los 2 y 10 mV por r.p.m. Permite la medida de mayores velocidades que las tacodinamos.

Medidores de velocidad por impulsos y sistemas ópticos• Medidores de velocidad por impulsos y

sistemas ópticos: Si tenemos un eje en el cual hacemos una muesca capaz de se detectada por un detector inductivo de proximidad o mediante un sistema óptico,también podemos medir la velocidad conociendo el número de veces que la muesca pasa por delantedel detector.

Detector de dientes de engranaje

• Se trata de un dispositivo encapsulado en una carcasa tipo sonda, quepermite detectar con gran precisión el movimiento de un objetivo de materialferromagnético. La figura muestra su aplicación como sensor de dientes de engranaje. Cuando el diente del engranaje pasa por la cara del sensor, detectaun cambio en el nivel del flujo y traslada este cambio a la tensión de salida, que conmuta entre la tensión de alimentación y la tensión de saturación deltransistor de salida.

Giroscopios mecánicos

Los giróscopos mecánicos están constituidos por un volante o masa que rota suficientemente rápido alrededor de un eje estando la masa distribuida en la periferia con objeto de que el momento de inercia del eje de rotación sea alto.El rotor es accionado mediante un motor eléctrico, suspendiéndose mediante un par de cojinetes que deben ser de bajo rozamiento en cada extremo del eje. Estos cojinetes están soportados por un anillo circular, conocido como anillo gimbal interno, el cual, a su vez, pivota en un segundojuego de cojinetes que están unidos rígidamente a un anillo gimbal externo.

Giroscopios ópticos

El principio por el que se basa un giroscopio láser es el llamado efecto Sagnac.Existen dos tipos de giróscopos ópticos: los RLG (Ring Laser Gyro) en los que el medio por el que circula el rayo de luz es un anillo de fibra, y los FOG (Fiber Optic Gyro) en los que el medio es una espiral de fibra óptica.Independientemente del tipo que se tenga el principio por el que se rigen ambos es el mismo: el efecto Sagnac.

Giroscopios electrónicos

• Son normalmente sensores de velocidad angular que emplean el efectode Coriolis. Para ello se realizan micromecanizados del silicio. El movimiento,de rotación produce fuerzas de Coriolis que dependen de la velocidad de giro.

Un sensor típico puede tener dimensiones entre 2 y 3 milímetros.Los giroscopios, como ya se sabe, miden la velocidad angular de rotación, o como de rápido gira un objeto. La rotación es normalmente medida en referencia a uno de los tres ejes: x, y o z.

• Una característica importante que hay que definir en este tipo de sensores es el rango completo de escala cuyo valor determina la cantidad de velocidad angular que se puede medir. Por ejemplo, un giroscopio de yaw montado en un plato rotando a 33,3 rpm debería medir una rotación de 360º×33,3 rpm dividido por 60 segundos o 200º / s.

Sensores magnéticos

• Los sensores magnéticos detectan una variación en el campo magnéticoen respuesta a la variación de alguna magnitud física. Están basados en el efecto Hall, por lo que se conocen como sensores de efecto Hall.

Se caracterizan principalmente por ser dispositivos de estado sólido, no tener partes móviles, compatibilidad con otros circuitos analógicos y digitales, margen de temperatura amplio, buena repetibilidad y frecuencia de funcionamiento relativamente alta (100 kHz).

Normas

• IEC 947-5-2 Equipos de conmutación de baja tensión y control de engranajes Parte 5.

Circuitos de equipos de control y elementos de conmutación - Sección 2: sensores de velocidad.IEC 60947-5-2, se aplica a los conmutadores de proximidad inductivos y capacitivos que detectan la presencia de materiales metálicos y / o no metálico objetos, interruptores de proximidad ultrasónicos que detectan la presencia de objetos de reflexión de sonido, interruptores fotoeléctricos de proximidad que detectan la presencia de objetos y no- mecánicas interruptores de proximidad magnéticos que detectan la presencia de objetos con un campo magnético.

Representación según norma ANSI-ISA

Ejemplo

Tipo: Hall-efecto incremental Descripción: Robusto sensor giratorio con halleffect. Muy Robus, eje con cojinetes de bolas. Incremental encoder magnético tamaño, 30 mm y un eje sólido 6 mm, los campos de aplicación - la agricultura, la construcción, vehículos forestales, aplicaciones médicas, los paneles solares. La salida es estándar A, B y legumbres índice 1024. Una alternativa robusta a los codificadores ópticos. Fuente de alimentación 5 VDC eller 5-30 VDC. IP67/IP69K

Linealidad ± 0,3%Desviación 360 °

Salida A, B, índice, 1024 impulsos

Rango de temperatura

-40 ° C. .. +85 ° C

• http://www.fagorautomation.com/downloads/catalogos/es/cat_encoders_stnd.pdf

• Chequen la pagina hay informacion sobre los elentos sensores