Ensayo De Medición

Carlos Andrés Prieto 201225087
Alejandro Raffán 201225118
Iván Olarte 201224898
Juan Daniel Morales 201215542

Medición de Velocidad y Aceleración

Objetivos
- Obtener una medida confiable sobre el movimiento de un objeto.
- Comprender el funcionamiento de un acelerómetro, y usarlo en mediciones sujeto a un objeto en movimiento.
- Calcular, a partir de las señales del acelerómetro,la aceleración de una viga en voladizo en movimiento.

Nomenclatura

- ɑ: aceleración
- ʋ: velocidad
- v: voltaje
- L: longitud en voladizo
- S: área transversal
- I: momento de inercia
- E: módulo de elasticidad
- g: gravedad
- ft: frecuencia natural de una viga
- ρ: densidad
- µ: error
- σ: desviación estándar

- Ɍ: resolución
- n: número de datos
- b: espesor- h: ancho

Introducción
En Ingeniería la medición del movimiento de los objetos es de gran importancia, ya que mediante ella podemos determinar la posición, velocidad y aceleración de éstos. Existen dos métodos para determinar estos valores. El primer método se basa en sistemas referenciales, en donde se tiene un punto de referencia en reposo. Estos sistemas permiten medir la posición y, apartir de esta medición, se puede calcular la velocidad y posteriormente la aceleración, adaptando modelos físicos a modelos matemáticos. Esta adaptación es necesaria dado que es imposible llevar a cabo una medición en cada instante. En cambio, las mediciones en ingeniería equivalen únicamente a algunos puntos en intervalos de tiempo. Un ejemplo del primer método de medición es el GPS (GlobalPositioning System) el cual usa la Tierra como punto de referencia para tomar datos de posición del usuario. El segundo método se basa en sistemas inerciales, en los cuales el instrumento de medición va acoplado al sistema en movimiento. En éste método se usan dispositivos capaces de transducir desplazamientos de partes internas a señales eléctricas. El voltaje obtenido es usado para conocer laaceleración del sistema, a partir de la cual es posible calcular la velocidad y la posición. El acelerómetro ejemplifica este método al transformar el desplazamiento en voltaje. Existen tres tipos de acelerómetros: los piezoeléctricos, los capacitivos y los que usan galgas extensiométricas. Sin embargo, existen dos problemas fundamentales con el segundo método: que la amplitud no es proporcional a laaceleración ya que ésta depende de la frecuencia y existe la posibilidad de que haya un desfase en el movimiento del instrumento con respecto al sistema.

Para este experimento se utiliza un acelerómetro de tipo capacitivo, en el cual el desplazamiento entre dos placas paralelas se transforma en datos de voltaje. Usando la sensibilidad del acelerómetro, es posible encontrar la aceleración delsistema en cada instante de tiempo medido. El acelerómetro usado en este experimento está sujeto a una regla de aluminio cuya longitud en voladizo varía en las mediciones, tomando valores de 20,30 y 40 cm. Todos los objetos que vibran tienen una frecuencia natural de vibración. Dicha frecuencia, como se muestra en la ecuación 6, depende de las características del objeto y de las propiedades delmaterial del cual está hecho. Cuando la frecuencia de vibración de un objeto coincide con su frecuencia natural de vibración, la amplitud aumenta. Dicho fenómeno, que se conoce como resonancia, puede causar graves problemas en distintas estructuras. Por esta razón, es de gran importancia conocer la frecuencia natural de un objeto y evitar que éste llegue a vibrar con dicha frecuencia.

Materiales
-Lámina de aluminio de 100 cm de longitud.
- Cinta aislante.
- Nivel. Fabricante Stanley.
- Cables

Equipos
- Flexómetro: es un instrumento construido por una delgada cinta metálica flexible, dividida en unidades de medición, y que se enrolla dentro de una carcasa metálica o de plástico. Resolución: 1 mm.
- Calibrador: es un instrumento para medir dimensiones de objetos relativamente...