Diseño de un medidor portátil y de alta resolución de la señal de frecuencia angular de un MCI
En este trabajo se expone y se da una solución a la problemática que existe ante la necesidad de medir con alta resolución la variable de la frecuencia angular en motores de combustión interna, desde el diseño a la construcción del medidor de frecuencia angular de un MCI. A pesar que actualmente se...
- Autores:
-
Burgos Hurtado, Andrés Felipe
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2024
- Institución:
- Universidad Tecnológica de Pereira
- Repositorio:
- Repositorio Institucional UTP
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- Acceso en línea:
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En este trabajo se expone y se da una solución a la problemática que existe ante la necesidad de medir con alta resolución la variable de la frecuencia angular en motores de combustión interna, desde el diseño a la construcción del medidor de frecuencia angular de un MCI. A pesar que actualmente se realiza las mediciones a alta resolución de dicha variable, conlleva consigo un alto costo económico. Para brindar una solución al problema se estudiaron algunos posibles sensores y la tarjeta de adquisición de datos Raspberry Py que se disponen en el mercado y que podrían ser de utilidad en el sistema. Posterior a tener la selección de los sensores que, en este caso, fueron un sensor inductivo y un encoder, se ha experimentado con diferentes posibles disposiciones a diferentes frecuencias de muestro y a diferentes regímenes de giro, comparando los resultados de estos con los valores teóricos reales tomados al mismo tiempo que se realizaban las pruebas en el laboratorio, para así seleccionar el sensor que mejor cumpliera con el trabajo requerido. Con el sensor seleccionado se empezó a experimentar directamente con la tarjeta de adquisición de datos y el sensor seleccionado en el laboratorio, experimentos por los que se validó el diseño comparándolo con los valores teóricos reales tomados a la vez en el laboratorio. |
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Acevedo Valdivieso, O. M., & Tarazona Rueda, W. D. (2022). Aplicación y selección de la sensorica electrónica industrial en prácticas de laboratorio de accionamientos eléctricos en las Unidades Tecnológicas de Santander. http://repositorio.uts.edu.co:8080/xmlui/handle/123456789/9824. Andara, R. (2020). Usabilidad, impactos ambientales y costos de los vehículos de combustión interna y eléctricos. TRIM. Tordesillas, revista de investigación multidisciplinar, 17, 111–125. https://doi.org/10.24197/trim.17.2019.111-125. Azevedo, G. O. de A., Fernandes, B. J. T., Silva, L. H. de S., Freire, A., de Araújo, R. P., & Cruz. (2022). Event-Based Angular Speed Measurement and Movement Monitoring. Sensors, 22(20), 7963. https://doi.org/10.3390/s22207963. Brasseur, G., Cermak, S., & Fulmek, P. (2001). Robust sensors for angular position and angular speed measurement. U.S. Department of Energy. https://www.osti.gov/etdeweb/biblio/20267518. C. D. diCenzo, B. Szabados and N. K. 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Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)Manifiesto (Manifestamos) en este documento la voluntad de autorizar a la Biblioteca Jorge Roa Martínez de la Universidad Tecnológica de Pereira la publicación en el Repositorio institucional (http://biblioteca.utp.edu.co), la versión electrónica de la OBRA titulada: La Universidad Tecnológica de Pereira, entidad académica sin ánimo de lucro, queda por lo tanto facultada para ejercer plenamente la autorización anteriormente descrita en su actividad ordinaria de investigación, docencia y publicación. La autorización otorgada se ajusta a lo que establece la Ley 23 de 1982. Con todo, en mi (nuestra) condición de autor (es) me (nos) reservo (reservamos) los derechos morales de la OBRA antes citada con arreglo al artículo 30 de la Ley 23 de 1982. En concordancia suscribo (suscribimos) este documento en el momento mismo que hago (hacemos) entrega de mi (nuestra) OBRA a la Biblioteca “Jorge Roa Martínez” de la Universidad Tecnológica de Pereira. Manifiesto (manifestamos) que la OBRA objeto de la presente autorizaciónhttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/http://purl.org/coar/access_right/c_abf2info:eu-repo/semantics/openAccessQuintero, Héctor FabioMejía Hernández, Juan CamiloBurgos Hurtado, Andrés Felipe2024-11-08T14:24:31Z2024-11-08T14:24:31Z2024https://hdl.handle.net/11059/15420Universidad Tecnológica de PereiraRepositorio Universidad Tecnológica de Pereirahttps://repositorio.utp.edu.co/homeEn este trabajo se expone y se da una solución a la problemática que existe ante la necesidad de medir con alta resolución la variable de la frecuencia angular en motores de combustión interna, desde el diseño a la construcción del medidor de frecuencia angular de un MCI. A pesar que actualmente se realiza las mediciones a alta resolución de dicha variable, conlleva consigo un alto costo económico. Para brindar una solución al problema se estudiaron algunos posibles sensores y la tarjeta de adquisición de datos Raspberry Py que se disponen en el mercado y que podrían ser de utilidad en el sistema. Posterior a tener la selección de los sensores que, en este caso, fueron un sensor inductivo y un encoder, se ha experimentado con diferentes posibles disposiciones a diferentes frecuencias de muestro y a diferentes regímenes de giro, comparando los resultados de estos con los valores teóricos reales tomados al mismo tiempo que se realizaban las pruebas en el laboratorio, para así seleccionar el sensor que mejor cumpliera con el trabajo requerido. Con el sensor seleccionado se empezó a experimentar directamente con la tarjeta de adquisición de datos y el sensor seleccionado en el laboratorio, experimentos por los que se validó el diseño comparándolo con los valores teóricos reales tomados a la vez en el laboratorio.1. Introducción 7 2. Justificación 9 3. Objetivos 12 3.1 Objetivo general 12 3.2 Objetivos específicos 12 4. Metodología 13 4.1 Sensores de frecuencia angular 13 4.1.1 Sensor inductivo 13 4.1.2 Sensor encoder 14 4.1.3 Comparación entre los sensores 16 4.2 Experimentación con los sensores preseleccionados. 17 4.2.1 Diseño de la metodología para la experimentación 20 4.2.2 Programación del software de adquisición de señales 22 4.2.3 Experimentación sensor inductivo 23 4.2.4 Experimentación sensor encoder 24 4.2.5 Programación del software de procesamiento de señales 25 4.3 Diseño y construcción del sistema 28 4.3.1 Diseño del sistema 28 4.3.2 Diseño del software de adquisición de señales 29 4.3.3 Experimentación del sistema 31 4.4 Validación del sistema 32 4.4.1 Validación datos adquiridos 32 4.4.2 Comparación con datos de control 33 5. Resultados 35 5.1 Resultados de la experimentación 35 5.1.1 Sensor inductivo 35 5.1.2 Sensor encoder 38 5.1.3 Incidencia del régimen de giro y la frecuencia de muestreo 42 5.1.4 Resultados análisis por ventanas 45 5.2 Resultados validación del sistema 46 5.2.1 Resultados comparación entre el valor real y el valor del sistema 46 6. Conclusiones 52 7. Referencias bibliográficas 54PregradoIngeniero(a) Mecánico(a)60 páginasapplication/pdfspaUniversidad Tecnológica de PereiraIngeniería MecánicaFacultad de Ingeniería MecánicaPereira370 - EducaciónCombustiónMediciónMotores de combustión internaFrecuencia angularMotores de combustión interna (MCI)Medición de alta resoluciónRegimen de giroSensorEncoderInductivoFrecuencia de muestreoVentanas de tiempoDiseño de un medidor portátil y de alta resolución de la señal de frecuencia angular de un MCITrabajo de grado - Pregradoinfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTextinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisAcevedo Valdivieso, O. M., & Tarazona Rueda, W. D. (2022). Aplicación y selección de la sensorica electrónica industrial en prácticas de laboratorio de accionamientos eléctricos en las Unidades Tecnológicas de Santander. http://repositorio.uts.edu.co:8080/xmlui/handle/123456789/9824.Andara, R. (2020). Usabilidad, impactos ambientales y costos de los vehículos de combustión interna y eléctricos. TRIM. Tordesillas, revista de investigación multidisciplinar, 17, 111–125. https://doi.org/10.24197/trim.17.2019.111-125.Azevedo, G. O. de A., Fernandes, B. J. T., Silva, L. H. de S., Freire, A., de Araújo, R. P., & Cruz. (2022). Event-Based Angular Speed Measurement and Movement Monitoring. Sensors, 22(20), 7963. https://doi.org/10.3390/s22207963.Brasseur, G., Cermak, S., & Fulmek, P. (2001). Robust sensors for angular position and angular speed measurement. U.S. Department of Energy. https://www.osti.gov/etdeweb/biblio/20267518.C. D. diCenzo, B. Szabados and N. K. Sinha, Digital Measurement of Angular Velocity for Instrumentation and Control. (1973). IEEE Transactions on Industrial Electronics and Control Instrumentation, vol. IECI-23, no. 1, pp. 83-86, Feb. 1976, doi: 10.1109/TIECI.1976.351354.Fengshou Gu, Isa Yesilyurt, Yuhua Li, Georgina Harris, Andrew Ball. (2006). 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La autorización otorgada se ajusta a lo que establece la Ley 23 de 1982. Con todo, en mi (nuestra) condición de autor (es) me (nos) reservo (reservamos) los derechos morales de la OBRA antes citada con arreglo al artículo 30 de la Ley 23 de 1982. En concordancia suscribo (suscribimos) este documento en el momento mismo que hago (hacemos) entrega de mi (nuestra) OBRA a la Biblioteca “Jorge Roa Martínez” de la Universidad Tecnológica de Pereira. Manifiesto (manifestamos) que la OBRA objeto de la presente autorizaciónopen.accesshttps://repositorio.utp.edu.coRepositorio de la Universidad Tecnológica de 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