- 01 -

MEDIDA DE LA VELOCIDAD ANGULAR

El TACÓMETRO, (de tachos, velocidad), es un aparato de medida, para determinar la

velocidad en diferentes modos. Los modelos mas usados, se acoplan por contacto o mecánicamente a un eje para conocer el número de RPM al girar, o bien utilizan determinados medios ópticos, evitando asi el contacto físico entre los elementos a medir y el medidor. La medida se efectúa directamente sobre una pantalla (analógica o digital) que nos dará la magnitud de medida (número de revoluciones por segundo o minuto, o bien magnitudes derivadas: m/seg, ciclos/seg, hz., impulsos.... etc.). Los tacómetros se emplean en aplicaciones generales (por ejemplo en automóviles y motocicletas, para indicar la velocidad de giro en el motor) y en aplicaciones industriales, para controlar la velocidad de un sistema en movimiento (sea por giro o desplazamiento lineal). La manera de captar y medir esta magnitud, se basa (entre otras) en los aparatos siguientes:

DINAMO TACOMÉTRICA (taco-dinamo o taquímetro) Una dinamo, es básicamente un generador de c.c.: al aplicarle giro a su eje, en los bornes

aparece una cierta tensión continua (polarizada, + y -). Esta tensión depende de la velocidad de giro del eje, de manera que en una dinamo tacométrica (dinamo de precisión) la tensión de salida es proporcional al número de RPM y varía de forma lineal. Por ejemplo, si tenemos una dinamo de 10 mV/rev, acoplada a un eje que gira, y medimos en sus bornes una tensión de 14,85V, tendremos:

Numero de RPM = 14.85/0,01 = 1480

Los sistemas basados en dinamos tacométricas se integran en dispositivos de control contínuo, es decir, sistemas que necesitan mantener una velocidad constante. Se captará la velocidad en un determinado punto, y los elementos de control automático corregirán las desviaciones, actuando sobre el motor o sistema de impulso. Si se acopla a una dinamo de este tipo un voltímetro de c.c., obtendríamos directamente un tacómetro para usos generales, aunque en la actualidad no suele emplearse en aparatos de medida portátiles o compactos.

Según se muestra en la figura, se basa en un “rotor” bobinado que gira dentro de un campo magnético que proporciona un imán permanente. Los bornes de salida se obtienen mediante un colector; la tensión de salida V, depende entonces de la velocidad con que las espiras del rotor cortan el flujo magnético, y está construida para que sea un parámetro lineal, por lo que suele expresarse la salida en mV o V por RPM. (Ejemplo: 5 mV/rpm; 3V a 1000 rpm, etc.)

ENCODER

Se trata de un aparato similar a un pequeño motor eléctrico. Su eje se acopla mecánicamente

a otro eje o cinta de desplazamiento, de manera similar a la dinamo tacométrica. Su funcionamiento es diferente: al girar produce en la salida impulsos que aplicados aun contador digital, determinará el valor de la magnitud a medir. Interiormente disponen de un sistema óptico; el giro produce interrupciones en un haz de luz y de ahí se extraen los pulsos de salida. Dichos pulsos de salida pueden ser en serie (uno tras otro) o codificados en diferentes sistemas binarios, de ahí el nombre del dispositivo: encoder o codificador:

Este dispositivo consta de un disco opaco giratorio, solidario con el eje cuya velocidad se quiere medir. A lo largo de la circunferencia del disco se han practicado pequeñas ventanas iguales y equidistantes. A un lado del disco hay un dispositivo emisor de luz (LED) y al otro un elemento sensible a la luz (fototransistor). De esta forma cuando el disco gira, el elemento sensible a la luz recibirá o no pulsos de luz, de forma alternativa, a medida que las ventanas dejen pasar la luz o el haz quede obstruido. Las señales de los fotorreceptores se acondiciona para dar una salida digital por impulsos, que pueden ser contínuos (impulsos en serie, uno tras otro) o codificados en sistemas de numeración binarios (BCD, decimal, hexadecimal, etc.), en este caso se llama ABSOLUTO:

La medida de velocidades mediante encoder, se basa en “contar” los pulsos y obtener la relación lineal entre giro o desplazamiento y número de impulsos. El contador mostrará en la pantalla después el valor de la magnitud medida. El encoder absoluto detecta posiciones exactas, mientras que el incremental solo pulsos, lo que hace necesario una manera de saber si son hacia delante o

hacia atrás.

- 02 -

- 03 -

TACÓMETRO de MANO El tacómetro, como instrumento de medida es un aparato portátil, alimentado con pilas y que en una pantalla analógica o digital muestra el resultado de la medida. Para captar la magnitud se emplean diferentes métodos por contacto o por reflexión de luz (ópticos):

(a) medida de la velocidad de rotación, por sensor inductivo y muesca (b) medida de la velocidad de rotación mediante sensor de luz y marca reflectante

Medidor por contacto: mediante un acoplamiento de goma en forma de cono o rodillo (por apoyo directo sobre el eje), puede medirse la velocidad del giro del eje o disco en movimiento. Internamente el medidor dispondrá de un encoder por impulsos, y en la pantalla aparecerá directamente el valor de la magnitud, sea en rpm, m/seg, etc., o bien en unidades diferentes, según el aparato y escalas. El uso es sencillo: basta apoyar el cono de goma sobre el eje, o bien si es un rodillo, sobre la cinta o disco en movimiento sin apretar para no provocar perdidas de velocidad. Las diferentes escalas nos darán la velocidad angular, distancia recorrida, etc. Medidas sin contacto: normalmente este tipo de medidores disponen también de sistema sin contacto, es decir por reflexión de luz. Internamente se genera un haz de luz (bombilla, fotodiodo o láser) que se dirige hacia el eje y por reflexión sobre una pequeña marca o pegatina en el eje giratorio, un elemento fotosensible determina la medida. Este sistema evita el contacto físico con el eje en movimiento que siempre tiene algo de riesgo. Tacómetro estroboscópico: emiten mediante una lámpara especial tipo flash, destellos luminosos con regulación de su frecuencia. Al iluminar así un objeto que gira, cuando coincide la frecuencia de rotación con la frecuencia de los destellos emitidos, parecerá que el objeto está “parado” (efecto estroboscópico). Entonces en la pantalla del tacómetro, podemos leer la frecuencia o bien directamente el nº de rpm. La ventaja de estos medidores es que no se necesita contacto físico con el eje, volante, rueda o pieza giratoria. Algunos aparatos de mano, disponen también del efecto estroboscópico, además de los anteriores por contacto y por reflexión de luz.