Problemas de mecanica
Departamento de Ciencias de la Energía y Mecánica COMPENDIO DE PROBLEMAS DE INSTRUMENTACION MECÁNICA Y MECATRÓNICA
θ
1) En la figura aparece un mecanismo de yugo escocés modificado que forma parte de una maquina de manufactura de cuero. En este mecanismo la guía del yugo es un arco circular de radio r. R es el radio de la manivela. Para determinar el desplazamiento del yugo se utiliza un sensor capacitivo diferencial de tres placas como el que se observa en la grafica. Las placas del condensador son de s de ancho por z de alto, y la distancia vertical entre ellas es d. Si cuando los eslabones 2 y 3 del mecanismos se encuentra alineados p1 se encuentra centrada con respecto a p2 y p3, determine a.Cuál es el rango de variación de la capacidad del sensor, para un desplazamiento angular θ que va de 0 y a°. b. Cuál sería la máxima variación de la capacitancia en una vuelta completa de la manivela. c. Cuales serian las condiciones geométricas del sensor para que se pueda una vuelta completa de la manivela. 2)Conociendo que la respuesta a un escalón de nivel, de amplitud A mtrs, en un sensor cuya salida es y, está determinada por la ecuación:
y (t )
wb g A2 c ( A )(1 e t / ) q w q
Determine: a. La característica estática del sensor. b. La sensibilidad del sensor para un nivel Ho. c. La curva de ajuste de la no linealidad N(I), para el rango de entrada entre 0 y H.
Luis Echeverría Y – Laboratorios de Automatización y Mecatrónica
Pág. 1
3) Un sensor de fuerza está conformado por una placa rígida de masa despreciable ubicada sobre un resorte de constante de elasticidad k y un amortiguador de constante c. Si la sensibilidad del sensor es de 0.0025 m/N, determine cuál debe ser el valor de c y k, para que en 8 segundos la respuesta del sensor sea el 90% de su valor estable o final, ante una entrada escalón. 4) Para el yugo escocés de la figura anterior, si el desplazamiento se lo está midiendo a través del sensor de reluctancia variable de la figura siguiente, determine: a. Cuál es el rango de medición para una vuelta completa del eslabón 2. Suponga que para el máximo desplazamiento hacia la derecha del yugo las piezas A y B se encuentran pegadas. b.Dibuje como y donde ubicaría usted al sensor. c. Dibuje la característica estática del sensor (x vs. L) para los rangos completos de x y L.
5) Deseo conocer la velocidad como se vacía un tanque de almacenamiento de agua, para lo cual deseo utilizar: a. Un sensor de efecto Wiegand b. Un sensor de efecto Hall c. Un sensor fotovoltaico Para cada uno de los sensores indicados anteriormente, esquematice lo más claro posible, con explicación o no como lo haría.
6) Para un sensor bimetálico de hierro y níquel, cuyo rango de medición es de 10 a 150 ºC, Determine: a. Rango de salida. b. Alcance. c. Sensibilidad Las placas del sensor son de 100x10x1 mm y los valores de E y α para el Fe y él Ni son 211.4 GPa, 12.1x10‐6 K‐ 1 , 99.5 Gpa, y 13.3x10‐6 K‐1. 7)En el tanque de almacenamiento de agua de la figura, calcule el valor de la presión sobre el manómetro cuando se le imprime una aceleración de 10 m/s2, y determine cuál debe ser el rango de entrada del sensor de presión para esta aplicación. Suponga que el aire sobre el líquido se encuentra a una presión de 60 kPa. El tanque tiene 1 m de altura, 1.20 m de longitud y 0.6 m de profundidad. Luis Echeverría Y – Laboratorios de Automatización y Mecatrónica Pág. 2
80 cm
Manómetro
8) Una termocupla tipo J se la utiliza para determinar la temperatura en el interior de un horno de tratamientos térmicos. El voltaje que se mide a través de un voltímetro en un tiempo determinado es de ...
Regístrate para leer el documento completo.