109. Medidor de fuerza - Academia de Ciencias de Morelos

XXV CONGRESO DE INVESTIGACIÓN CUAM-ACMor
Medidor de Fuerza
1
Crespo Serna Juan; 1Flores López Mónica; 1Torres Rosales Miguel Ángel.
2
Lucio Martínez Rebollar
1,2 PREFECO
Andrés Quintana Roo
Profesor
Cuernavaca, Morelos., 04 de Marzo de 2014
1Estudiantes 2
CATEGORIA B1.1. Área de Ciencias Físico-Matemáticas
RESUMEN
Este proyecto muestra el diseño de un sistema de adquisición de datos para observar la fuerza que
ejerce un golpe en un peto, utilizando un sensor FlexiForce. Es este trabajo se describe el
funcionamiento de los sensores piezoresistivos utilizan una tecnología basada en la variación de la
resistencia eléctrica del área sensora. La aplicación de una fuerza al área activa de detección del
sensor se traduce en un cambio de resistencia eléctrica del elemento del sensor en función
inversamente proporcional a la fuerza aplicada.
OBJETIVO GENERAL
Construir un tomando como base los fundamentos adquiridos durante el los cursos de física en la
preparatoria.
OBJETIVOS ESPECIFÍCOS
Aplicar los conceptos adquiridos de circuitos.
Integrar este trabajo con otras materia para que se un proyecto interdisciplinario.
INTRODUCCIÓN
Los FSR (Force Sensing Resistors o Resistencias Sensibles a la Fuerza) son dispositivos con una gruesa
filmina polímera (PTF, polymer thick film) que exhibe una disminución en la resistencia cuando se
da un incremento de fuerza aplicada en su superficie activa. Los FSR no son celdas de carga ni galgas
extensiométricas, sin embargo poseen características similares pero no son recomendables para
mediciones de precisión, ya que sólo resultados cualitativos pueden obtenerse [1]. En la Figura 1
podemos observar cuales son los componentes de un sensor piezoresistivo.
1
http://www.tekscan.com/pdf/FLX-FlexiForce-Sensors-Manual.pdf
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Figura 1 Componentes de un sensor piezoresistivo.
El comportamiento típico de un sensor piezoresistivo al aplicarle una fuerza se muestra en la
Figura 2. Según dicha gráfica se observa que conforme aumenta la fuerza aplicada al sensor su
resistencia disminuye, es decir, el valor de resistencia es inversamente proporcional a la fuerza
aplicada.
Figura 2 Gráfica típica de Resistencia VS Fuerza de un sensor piezoresistivo
Metodología
En este trabajo se presenta la construcción de un sistema de adquisición de datos para el monitoreo
de la fuerza empleada en un golpe. Tiene como fundamento experimentar con el manejo de
circuitos digitales y como convertir la información analógica en un tipo de dato digital que el
ordenador sea capaz de procesar. Además se ha implementado un programa capaz de abstraer
los datos y mostrarlos en pantalla como información entendible por el hombre. A través de este
circuito tomamos como objetivo analizar la transformación de la información analógica a
información digital, la cual facilita su utilización.
En la Figura 3 podemos apreciar un esquema básico para la utilización de un FSR. El circuito de
acondicionamiento es un partidor de tensión simple, con lo cual la salida va a ser un voltaje
analógico de 0-5V que varía de acuerdo a la fuerza ejercida sobre el FSR.
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Sensor
Adquisición de
datos
Análisis y
visualización
Figura 3. Esquema de Adquisición de Datos y Visualización
Material
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•
•
Sensor Flexiforce
PC
Protoboard
Potenciómetro 10K
Cable para protoboard
RESULTADOS
El proyecto se encuentra en la fase experimental y los resultados se presentaran el día del congreso.
BIBLIOGRAFÍA
[1]
Datasheet Catalog for integrated circuits. “http://www.datasheetcatalog.com/”
(Consultado 03/03/13).
[2]
P. Childs, J. Greenwoods and C. Long, “Review of temperature measurements ”, Rev. Sc.
Instrum. 71, 2959 (2000)
[3]
Tippens, Paul E. (2007). Física, conceptos y aplicaciones, México: Mc Graw Hill.
[4]
Malvino “Principios de Electrónica” McGraw Hill 2000