Medición de par dinámico en sistemas mecánicos usando acelerómetros torsionales

Manuel Alejandro Gonzalez Duran

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dc.rights.license	http://creativecommons.org/licenses/by-nd/4.0	es_ES
dc.contributor	Juan Carlos Antonio Jáuregui Correa	es_ES
dc.creator	Manuel Alejandro Gonzalez Duran	es_ES
dc.date	2014-05
dc.date.accessioned	2018-12-14T16:06:07Z
dc.date.available	2018-12-14T16:06:07Z
dc.date.issued	2014-05
dc.identifier.uri	http://ri-ng.uaq.mx/handle/123456789/808
dc.description	En este trabajo se presentan los resultados una nueva propuesta para medir par dinámico basada en el uso de acelerómetros rectilíneos. En un motor cuya flecha está en posición horizontal, se montó un acelerómetro en cada extremo de su flecha, de tal forma que al girar el motor, la salida de los acelerómetros fue una señal sinusoidal (debida a la aceleración de la gravedad) con un offset variable (debido a la aceleración tangencial del motor). La propuesta consistió en medir la diferencia de fase entre la señales de los acelerómetros y asociar dicho ángulo, con el ángulo de giro o de torsión que experimenta una flecha al momento de transmitir un par. Para estimar la diferencia de fase entre las señales de los acelerómetros tres métodos fueron propuestos. El primero consistió en medir la frecuencia de una de las señales sinusoidales y el tiempo de retardo que existe entre una y otra señal a partir de los cruces por cero. Un segundo método consistió en medir la frecuencia de la señal sinusoidal, discretizar las dos señales de los acelerómetros para después usar el método de mínimos cuadrados para aproximar una señal sinusoidal y posteriormente estimar la diferencia de fase. Finalmente, el último consistió en calcular la correlación para las dos señales sinusoidales de los acelerómetros. Los algoritmos fueron validados usando un generador de funciones para emular la señal de los acelerómetros. El que presentó mejores resultados fue el que se basa en el método de mínimos cuadrados, al ser más sensible a diferencias de fase tan bajas como 0.1°, con el inconveniente de que no puede ser utilizado en tiempo real. Finalmente se realizaron las mediciones usando un motor de corriente directa sin carga. Los resultados obtenidos presentaron un error mayor que con el generador de funciones, esto se debe en parte al offset de salida variable, asociado a la aceleración tangencial del motor. Se encontró que no es una opción viable usar acelerómetros para medir par dinámico, debido a la diferencia de fase tan baja que existe entre las señales de los mismos y que el error está dentro del mismo orden de magnitud que las mediciones.	es_ES
dc.description	A new method to measure dynamic torque is proposed using rectilinear accelerometers. In a motor whose shaft is horizontal, two accelerometers were placed at the ends of such shaft. When the motor was running, the output signal from the accelerometers was a sinusoidal signal (due to gravity) with a variable offset (due to tangential acceleration of the motor). The proposal was to measure the phase difference between two signals from the two accelerometers and use it as rotation angle that undergoes a shaft at the time of transmitting torque. To estimate the phase difference between the signals from the accelerometers three methods were proposed. The first was to measure the frequency of the sinusoidal signal and time delay between two sinusoidal signals (from the accelerometers) using a zero crossing detector. A second method was to measure the frequency of the sinusoidal signal, discretizing the output signal from the accelerometers and then use the least squares method to fit a sinusoidal signal and then estimating the phase difference. Finally, the latest method was to compute the correlation of the two sinusoidal output signals from the accelerometers. The algorithms were validated using a function generator to emulate the accelerometer signal. With the second method, using least squares, better results were obtained, to be more sensitive to phase differences as low as 0.1 °, with the drawback that it can¿t be used in real time. Finally, measurements were performed using a DC motor without load. The results showed a greater error than function generator, this is partly due to the variable offset associated with the tangential acceleration of the motor. It was found that is not a viable option to use accelerometers to measure dynamic torque, due to such a low phase difference between signals of the accelerometers and that the error is within the same order of magnitude as the measurements.	es_ES
dc.format	Adobe PDF	es_ES
dc.language.iso	Español	es_ES
dc.relation.requires	Si	es_ES
dc.rights	Acceso Abierto	es_ES
dc.subject	Accelerometer	es_ES
dc.subject	Acelerómetro	es_ES
dc.subject	Desfase	es_ES
dc.subject	Dynamic torque	es_ES
dc.subject	Par dinámico	es_ES
dc.subject	Phase difference	es_ES
dc.subject.classification	INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA	es_ES
dc.title	Medición de par dinámico en sistemas mecánicos usando acelerómetros torsionales	es_ES
dc.type	Tesis de maestría	es_ES
dc.creator.tid	curp	es_ES
dc.contributor.tid	curp	es_ES
dc.creator.identificador	GODM870407HQTNRN08	es_ES
dc.contributor.identificador	JACJ600512HDFRRN06	es_ES
dc.contributor.role	Director	es_ES
dc.degree.name	Maestría en Ciencias (Instrumentación y Control)	es_ES
dc.degree.department	Facultad de Ingeniería	es_ES
dc.degree.level	Maestría	es_ES