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Acelermetros

AcelermetrosObjetivoIdentificar CUATRO tipos de acelermetros as como sus diferentes aplicaciones con base a su funcionamiento para conocer su importancia en la integracin los circuitos

DefinicinLos acelermetros son dispositivos que miden la aceleracin, que es la tasa de cambio de la velocidad de un objeto. Esto se mide en metros por segundo al cuadrado (m/s) o en las fuerzas G (g). La sola fuerza de la gravedad para nosotros aqu en el planeta Tierra es equivalente a 9,8 m/s, pero esto vara ligeramente con la altitud.Los acelermetros son tiles para detectar las vibraciones en los sistemas o para aplicaciones de orientacin.IntroduccinEl desarrollo del acelermetro comercial vino con numerosas tentativas de encontrar el mtodo ms eficaz para medir la vibracin en estructuras grandes como puentes y en vehculos en movimiento como los aviones.La medida de la aceleracin ha alcanzado recientemente cotas de utilizacin muy altas, en parte gracias a las excelentes prestaciones de los sensores desarrollados para ser aplicados en sistemas de seguridad en automocin, como en el caso del airbag. Los primeros sensores de aceleracin y vibracin eran autnticos sistemas de alta complejidad y reducida fiabilidad que se basaban en la medida de los desplazamientos de una masa inercial sujeta a la aceleracin con resortes que contrarrestaban el efecto de la fuerza generada por la masa.De la misma forma, la medida de la vibracin resulta muy parecida a la de la aceleracin ya que la presencia de movimientos vibratorios supone aceleraciones cambiantes cuyo aspecto es similar al del movimiento inicial.Otras variables habituales que llevan implcita la medida de la aceleracin dan lugar a los sensores de impacto que se caracterizan por la deteccin de fuertes aceleraciones en cortos periodos de tiempo, como en el caso de los sensores de choque que disparan los airbag de los automviles.En todos estos casos cabe hablar de medidas de aceleracin y los sensores para cada aplicacin sern siempre acelermetros aunque, en funcin de lo que se vaya a medir, el dispositivo estar diseado para ofrecer las mejores caractersticas en ese sentido: por ejemplo, cuando se van a medir aceleraciones constantes no tiene sentido el empleo de dispositivos piezoelctricos puesto que no responden bien ante solicitaciones constantes.Cuando lo que se pretende medir es una vibracin, como es el caso dentro del mantenimiento predictivo de mquinas rotativas, muchas veces slo interesa su amplitud y/o su frecuencia con lo que la linealidad del dispositivo que la mida es un factor secundario. Qu es un acelermetro?Un acelermetro es un dispositivo electromecnico que mide las fuerzas de aceleracin. Estas fuerzas pueden ser estticas, como la constante gravedad que te empuja al centro de la Tierra, o dinmicas, como el movimiento o la vibracin del acelermetro.Para qu medir?Midiendo la cantidad de aceleracin esttica de la gravedad se puede averiguar el ngulo en el que el dispositivo se inclina en relacin a la Tierra. Con los sensores de aceleracin dinmica es posible analizar la forma en que se mueve el dispositivo en una, dos o tres dimensiones, pues al conocerse su aceleracin en todo momento, es posible calcular los desplazamientos que tuvo

FuncionamientoCuando una fuerza se aplica a un acelermetro, la masa ssmica carga al elemento piezoelctrico segn la 2 ley de Newton F = ma

La fuerza fsica aplicada se puede clasificar en dos:Compresin

Flexin.-

Tipos de acelermetrosAcelermetros mecnicos: emplean una masa inerte y resortes elsticos. En este tipo de acelermetro los cambios se miden con galgas extensiomtricos, incluyendo sistemas de amortiguacin que evitan la propia oscilacin. Otros sistemas emplean sistemas rotativos desequilibrados que originan movimientos oscilatorios cuando estn sometidos a aceleracin (servoacelermetros) o detectan el desplazamiento de una masa inerte mediante cambios de transferencia de calor (acelermetros trmicos).Acelermetros capacitivos: modifican la posicin relativa de las placas de un microcondensador cuando est sometido a aceleracin.

Acelermetros piezoelctricos: su funcionamiento se basa en el efecto piezoelctrico y son probablemente, de los ms usados en la medida de vibraciones. Su principal inconveniente radica en su frecuencia mxima de trabajo y en la incapacidad de mantener un nivel permanente de salida ante una entrada continua.Acelermetros micromecnicos (MEMS o Micro-Electro-Mechanical-System): este tipo de dispositivos ha sido desarrollado para su empleo como sensor de impacto en los sistemas de airbag, en sistemas antibloqueo de frenos o en cualquier proceso en que se pretenda medir impactoCriterios de seleccin de acelermetrosPara elegir un sensor para una medida de aceleracin de entre las posibilidades del mercado, adems de los mrgenes de valores de la aceleracin que admite habr que tener en cuenta si es capaz de medir en continua o slo en alterna, la mxima frecuencia a la que puede trabajar, as como los correspondientes parmetros instrumentales tpicos todo sensor.En la siguiente tabla se resumen algunas de las principales caractersticas de los acelermetros y sus aplicaciones ms tpicas teniendo en cuenta que el margen de medida se expresa en unidades de g (aceleracin de la gravedad terrestre cuyo valor es aproximadamente de 9,81 m/s2)

Frecuencia de trabajo o margen de frecuencias de uso, tanto los valores mnimos como los mximos que determinan la velocidad de respuesta que precisamos. Los valores mximos y mnimos del nivel de la seal que esperamos. El valor mnimo de seal no suele ser muy importante excepto para algunas aplicaciones en concreto en que se precisan medidas de vibraciones muy dbiles. En estos casos, el valor de la seal debera ser de, al menos, cinco veces el valor del ruido generado. Por el contrario, el valor mximo no debera sobrecargar el sensor ni introducir distorsiones en la seal.Consideraciones acerca de la forma de montaje, el espacio disponible, la forma de salida de los cables, etc. pueden parecer triviales al usuario, pero pueden hacer que una seleccin quede invalidada. Otras consideraciones tales como la temperatura de trabajo, aspectos ambientales y de compatibilidad qumica o la necesidad de seguridad intrnseca debern tenerse en cuenta a la hora de efectuar la eleccin final del sensor. NotasPiezoelectricidad.Es un fenmeno que ocurre en determinados cristales que, al ser sometidos a tensiones mecnicas, en su masa adquiere una polarizacin elctrica y aparece una diferencia de potencial y cargas elctricas en la superficie.Algunos materiales utilizados en la electrnica son:CuarzoRubidioSal de SeignetteCermicasCermica piezoelctricaCermica tcnicaGalga extensiomtricaUna galga extensiomtrica o extensmetro es un sensor, para medir la deformacin, presin, carga, torque, posicin, entre otras cosas, que est basado en el efecto piezorresistivo, el cual es la propiedad que tienen ciertos materiales de cambiar el valor nominal de su resistencia cuando se le somete a ciertos esfuerzos y se deforman en direccin de los ejes mecnicoFuerza estticaTambin llamada isomtrica, es la que se realiza contra un objeto inamovible, como por ejemplo empujar una pared. En este caso la resistencia es mayor que la fuerzaConclusionesComo vimos anteriormente se mostro cual es la funcin de los acelermetros que sirven para medir las fuerzas de aceleracin y existen diferentes tipos dentro de los cuales mencionamos los 4 mas relevantes y los tipos podemos encontrar.As como tambin la seleccin de un sensor dependiendo a la medida de aceleracin que se necesite en donde se puede aplicar sus ventajas y sus inconvenientes que puede tener un acelermetro. Los aspectos a destacar para seleccionar uno son tales:Los parmetros correspondientes para que se va utilizar el sensor. Los mrgenes de valores de aceleracin.Que sea capaz de medir en continua o solo alterna.La frecuencia en que pueda trabajar.

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