NOMBRE:
BRYAN GUAGCHINGA
NIVEL: 5º CARRERA: ELECTRÓNICA
E
INSTRUMENTACIÓN TEMA:
ANEMÓMETROS Y PICKUPS
FECHA: 2016-08-07
ANEMÓMETRO
Figura 1. Anemómetro de molinete Instrumento utilizado para medir la velocidad del viento (fuerza del viento). Los anemómetros miden la velocidad instantánea del viento, pero las ráfagas de viento desvirtuan la medida, de manera que la medida más acertada es el valor medio de medidas que se tomen a intervalos de 10 minutos. Por otro lado, el anemómetro nos permite medir inmediatamente la velocidad pico de una ráfaga de viento. Por lo que en actividades deportivas a vela es muy indicado. Existe gran diversidad de anemómetros: Los de empuje están formados por una esfera hueca y ligera (Daloz) o una pala (Wild), cuya posición respecto a un punto de suspensión varía con la fuerza del viento, lo cual se mide en un cuadrante. El anemómetro de rotación está dotado de cazoletas (Robinson) o hélices unidas a un eje central cuyo giro, proporcional a la velocidad del viento, es registrado convenientemente; en los anemómetros magnéticos, dicho giro activa un diminuto generador eléctrico que facilita una medida precisa.
Figura 2. Anemómetro de rotación
El anemómetro de compresión se basa en el tubo de Pitot y está formado por dos pequeños tubos, uno de ellos con orificio frontal (que mide la presión dinámica) y lateral (que mide la presión estática), y el otro sólo con un orificio lateral. La diferencia entre las presiones medidas permite determinar la velocidad del viento.
Figura 3. Anemómetro de compresión Se pueden comprar anemómetros sorprendentemente baratos de algunos de los principales vendedores del mercado que, cuando realmente no se necesita una gran precisión, pueden ser adecuados para aplicaciones meteorológicas, y lo son también para ser montados sobre aerogeneradores. (Normalmente solo utilizados para determinar si sopla viento suficiente como para ponerlo en marcha). Sin embargo, los anemómetros económicos no resultan de utilidad en las mediciones de la velocidad de viento que se llevan a cabo en la industria eólica, dado que pueden ser muy imprecisos y estar pobremente calibrados, con errores en la medición de quizás el 5 por ciento, e incluso del 10 por ciento. Se puede comprar un anemómetro profesional y bien calibrado, con un error de medición alrededor del 1%, a un precio razonablemente bajo.
Escala de velocidades de viento Velocidades de viento a 10 m de altura m/s nudos Clasificación del viento 0,0-0,4 0,0-0,9 Calma 0,4-1,8 0,9-3,5 1,8-3,6 3,5-7,0 Ligero 3,6-5,8 7-11 5,8-8,5 11-17 Moderado 8,5-11 17-22 Fresco 11-14 22-28 Fuerte 14-17 28-34 17-21 34-41 Temporal 21-25 41-48
25-29 29-34 >34
48-56 56-65 >65
Fuerte temporal Hurracán
APLICACIONES Agricultura: verificación de las condiciones para regar por aspersión los cultivos o quemar rastrojos.
Aviación: vuelo en globo, planeador, ala delta, ultraligero, paracaídas, parapente. Ingeniería civil: seguridad de la obra, condiciones de trabajo, operación segura de grúas, medición del esfuerzo del viento. Formación: Mediciones y experimentos con el flujo de aire, evaluación de condiciones exteriores para la práctica de deportes escolares, estudios medioambientales. Extinción de incendios: indicación sobre el peligro de propagación del fuego. Calefacción y ventilación: mediciones del flujo de aire, verificación del estado de los filtros. Aficiones: aeromodelismo, modelismo de barcos, vuelo de cometas. Industria: mediciones del flujo de aire, control de la contaminación. Actividades al exterior: tiro con arco, ciclismo, tiro, pesca, golf, vela, atletismo, camping, senderismo, montañismo. Trabajos al exterior: evaluación de condiciones. Ciencia: aerodinámica, ciencia medioambiental, meteorología.
Figura 4. Anemómetro de avión Ejemplo de un Anemómetro encontrado en el mercado Anemómetro de cucharas PCE-A420 Anemómetro de cucharas digital, la dirección del viento no influye en la medición Anemómetro de cucharas en formato de mano. Sin duda, la principal ventaja de este anemómetro de cucharas es que no es necesario sujetar las cucharas en la dirección del viento de forma exacta. Los anemómetros de rueda alada normales tienen el inconveniente de que sólo pueden realizar mediciones exactas si se sujeta la rueda alada
justamente en la dirección del viento. El sensible sistema de cucharas responde ante las más mínimas velocidades de corriente de aire.
Especificaciones técnicas Rangos de medición
0,9 ... 35,0 m/s 2,5 … 126,0 km/h 1,4 … 68,0 nudos
1,6 ... 78,2 millas/h 144 ... 6895 ft/min
Resolución
0,1 m/s 0,1 km/h 0,1 nudos 0,1 mph 1 ft/min
Precisión
±2 %
Diámetro de la rueda alada
70 mm
Indicador
pantalla LCD de 28 x 19 mm
Carcasa
plástico
Alimentación
4 baterías AAA de 1,5 V
Cucharas
de plástico, diámetro de 135 mm
Dimensiones
190 x 40 x 32 mm
Peso
180 g
Rango de temperatura ambiente
0 ... 50 °C
Rango de humedad ambiente
< 80 % H.r.
Figura 5. Anemómetro de cucharas PCE-A420
SENSORES DE MAGNETISMO Introducción En robótica, algunas situaciones de medición del entorno pueden requerir del uso de elementos de detección sensibles a los campos magnéticos. En principio, si nuestro robot debe moverse en ambientes externos a un laboratorio, una aplicación importante es una brújula que forme parte de un sistema de orientación para nuestro robot. Otra aplicación es la medición directa de campos magnéticos presentes en las inmediaciones, que podrían volverse peligrosos para el "cerebro" de nuestro robot si su intensidad es importante. Una tercera aplicación es la medición de sobrecorrientes en la parte motriz (detectando la intensidad del campo magnético que genera un conductor en la fuente de alimentación). También se podrán encontrar sensores magnéticos en la medición de movimientos, como el uso de detectores de "cero movimiento" y tacómetros basados en sensores por efecto Hall o pickups magnéticos.
Pickups magnéticos (sensores inductivos) Entre los sensores de proximidad industriales de uso frecuente se encuentran los sensores basados en un cambio de inductancia debido a la cercanía de un objeto metálico.
Figura 6. Partes internas de un pickup La figura muestra el esquema de un sensor inductivo o "pickup magnético", que consiste en una bobina devanada sobre un imán permanente, ambos insertos en un receptáculo o cápsula de soporte.
Si se coloca el núcleo del sensor en proximidad de un material ferromagnético, se produce un cambio en la posición de las líneas de flujo del imán permanente. En condiciones estáticas, no hay movimiento en las líneas de flujo y, por consiguiente, no se induce corriente en la bobina. Sin embargo, cuando un objeto ferromagnético ingresa en el campo del imán y/o lo abandona, el cambio que resulta en las líneas de flujo induce un impulso de corriente, cuya amplitud y forma son proporcionales a la velocidad de cambio del flujo. La tensión que se mide sobre la bobina varía como función de la velocidad a la que se introduce el material ferromagnético en el campo del imán. La polaridad de la tensión depende de que el objeto esté ingresando en el campo o abandonándolo. También existe una relación entre la amplitud de la tensión y la distancia sensor-objeto. La sensibilidad cae rápidamente al aumentar la distancia. El sensor es eficaz a un milímetro o menos.
APLICACIÓN Sensor de velocidad de rotación magnético / pick-up MP series
Figura 7. Estructura externa de un pick up Las recolecciones magnéticas de la serie de la P.M. se utilizan con los tacómetros, los interruptores de la velocidad y los controles de motor para dar la medida exacta y confiable de la velocidad del motor. La recolección se monta típicamente a través de una cubierta del motor en gran proximidad a los dientes de la rueda volante o de la rueda dentada. La rotación de los engranaje-dientes del metal más allá de la cabeza de recolección induce un voltaje ca. La frecuencia de la señal de la CA, que es proporcional a la velocidad del motor, se puede medir por los instrumentos o los dispositivos de control convenientes.
Resumen Anemómetro Los sensores que nos permiten medir las condiciones a las que se encuentra alguna variable tienen un gran reconocimiento, debido a que a través de estos se puede conocer las situaciones físicas por las que se está atravesando, como la temperatura, las variaciones, los movimientos sísmicos, entre otros, de igual forma gracias al avance tecnológico también se puede conocer el estado del viento, y esto gracias al sensor denominado anemómetro, por ser una variable realmente influyente, el sensor (anemómetro) tiene una gran importancia y un gran desempeño en la actualidad, es así que este sensor puede ser utilizado en grandes aplicaciones relevantes como en la agricultura para visualizar a que se abstiene un sistema de riego, o los mismos sistemas de vuelo como los paracaídas que necesitan conocer el curso del viento para poder realizarse con la seguridad respectiva. Aún más en la Ingeniería civil en donde las construcciones bien elaboradas son las que toman muy en cuenta el factor que es el viento, acción que puede realizarse con el uso de los anemómetros. Por ser un dispositivo utilizado hasta en los deportes como tiro con arco, pesa, ciclismo y más es un sensor relevante que ayuda en la actualidad a realizar todas estas actividades mayormente seguras y con mayor validez.
Resumen Pickups La influencia de campos magnéticos en la mayoría de procesos es inevitable debido a la contextura de los materiales utilizados, estos campos magnéticos son aprovechados por ciertos sensores especialmente por los pickups magnéticos o también llamados sensores inductivos, los cuales se basan en este principio para realizar la detección de materiales ferromagnéticos. La estructura interna de un pickup se basa en dos bobinados y un imán permanente colocados previamente en posiciones estratégicas dentro de un mismo encapsulado, con el fin de que pueda detectar la presencia de objetos anteriormente mencionados (materiales ferromagnéticos). Cuando no hay presencia de algún objeto las líneas magnéticas provocadas por el imán permanente no varían, pero cuando un material ferromagnético es acercado al sensor inmediatamente se produce un pulso de corriente por el cambio de las líneas de flujo del sensor. Este hecho hace que sea utilizado mayormente en aplicaciones en donde se requiera conocer la velocidad de motores o turbinas de una menara exacta debido a su gran velocidad de respuesta y así mismo a la alta sensibilidad que posee. Este sensor debe ser muy valorado debido al principio que utiliza para el sensado y utilizado en aplicaciones en donde la exactitud es imprescindible.
Bibliografía:
http://www.infoagro.com/instrumentos_medida/doc_anemometro_velocidad_viento .asp?k=80 https://es.wikipedia.org/wiki/Anem%C3%B3metro#Referencias
http://www.pce-iberica.es/medidor-detalles-tecnicos/instrumento-deaire/anemometro-pce-a420.htm http://www.directindustry.es/prod/frank-w-murphy-ltd/product-12515-548019.html
