Universidad Tecnológica de Querétaro

Universidad Tecnológica de
Querétaro
Firmado digitalmente por Universidad Tecnológica de Querétaro
Nombre de reconocimiento (DN): cn=Universidad Tecnológica de
Querétaro, o=Universidad Tecnológica de Querétaro, ou,
[email protected], c=MX
Fecha: 2013.09.02 11:24:29 -05'00'
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE QUERÉTARO.
Nombre del proyecto:
“DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE SIMULADOR DE CELDAS DE CARGA”
EMPRESA:
BALANZAS Y BÁSCULAS.
Memoria que como parte de los requisitos para obtener el título de:
TÉCNICO SUPERIOR UNIVERSITARIO EN MECATRÓNICA ÁREA
AUTOMATIZACIÓN
Presenta:
ERICK ORTÍZ RODRÍGUEZ
Asesor de la UTEQ
Asesor de la Organización
M. en C. Germán Dionisio Vázquez
Ing. Héctor Ahumada Elías
Santiago de Querétaro, Qro. septiembre del 2013
1
Resumen
Este proyecto consistió en el diseño y fabricación de un simulador de carga para el
diagnóstico y realización de pruebas de pesaje en los indicadores digitales, su
objetivo principal consiste en facilitar el diagnóstico en un indicador de una báscula
y obtener una simulación real de carga en dichos indicadores.
Los simuladores de cargas están basados en el principio
del puente de
wheastone que contemplan 3 resistencias fijas y una variable, cabe mencionar
que para poder obtener una señal estable, se utilizaron resistencias de alta
precisión, para poder obtener diversos valores de señal, el simulador se
energizará con no menos de 5 volts y máximo 12 volts para poder obtener la señal
de salida que se desea obtener, la cual está en un intervalo entre los 0 mv en su
posición mínima del potenciómetro de carbono y 20 mv en su posición máxima del
potenciómetro, para tener así la simulación de una celda de carga real, las celdas
de carga que utilizan los equipos de pesaje son fabricadas de aluminio o de acero,
las cuales contiene una galga extensiométrica en su interior, la cual también está
basada en este principio, el simulador se utiliza para realizar el funcionamiento
que una celda de carga realizaría al momento de estar conectada a su indicador y
su plataforma para obtener los valores de pesaje.
(Palabras clave: guía, referencia, tesis)
2
Description
The place I did my internship is a small micro-company called “Básculas y
Balanzas”, is a company dedicated to sales, rental, repair and calibration of
weighing, the service area where the job is performed, is fully equipped with all
materials and tools required to all the work activities, the work environment is ideal
for the job and coworkers are respectful, honest and show good fellowship. The
engineer in my office is also the person in charge of the company and is a very
demanding person who likes to get the best out of each of us to do a good job in
general is a very good company to get the necessary experience to meet the
challenges that later I may have in life.
3
Dedicatorias
Principalmente dedico este trabajo a mis padres, puesto que me brindaron
apoyo y fortaleza en el desarrollo y transcurso de este, ayudándome a concluir
satisfactoriamente el proyecto.
También dedico este trabajo a mis asesores de proyecto, quienes me
brindaron su sabiduría para la elaboración total de mi proyecto asiendo así posible
el desarrollo totalmente de este.
Agradecimientos
Primordialmente agradezco
a
la
institución
puesto
que
me
brindo
conocimientos que me ayudaron, para el desarrollo de mi proyecto y la
elaboración final de este.
A los profesores que me brindaron su sabiduría en varios campos del
conocimiento ayudándome así en varios aspectos que requerí para el desarrollo
del proyecto.
También doy gracias a mis compañeros de clase que de varias maneras
siempre estuvieron acompañándome y ayudándome en los momentos que requerí
ayuda , por compartir conocimientos mutuamente , por vivir y compartir vivencias
con y darnos sentimientos de alegría, amor , cariño que nos dejaran muchas
enseñanzas y experiencias.
4
Índice
Página
Resumen……………………………………………….…………………………………..2
Description…………………………………………………………………………………3
Dedicatorias………………………………………………….…………………………….4
Agradecimientos…………………………………………………………………………..4
Índice……………………………………………………………..…………………………5
I.
INTRODUCCIÓN...………………………………………………………………..6
II.
ANTECEDENTES……………………………………………………..…………7
III.
JUSTIFICACIÓN………………………………………………………..………..8
IV.
OBJETIVOS…………………………………………………………....………….9
V.
ALCANCE..………………………………………………………………...…….10
VI.
ANÁLISIS DE RIESGOS……………………………………………..…...……11
VII.
FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA………………………….……………………12
VIII.
PLAN DE ACTIVIDADES……………………...…………………………….….18
IX.
RECURSOS MATERIALES Y HUMANOS…………...……….……………...20
X.
DESARROLLO DEL PROYECTO……………………...……...……….……...21
XI.
RESULTADOS OBTENIDOS…………………...……………….…….……….30
XII.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES……………..……..……….…...33
XIII.
ANEXOS…………………………………………………………………………..34
XIV.
BIBLIOGRAFÍA…………….…………………………………………….………38
5
I. Introducción
Un simulador de carga, es una herramienta útil para la simulación de peso en
las básculas que cuentan con indicadores digitales para ser más visible las
lecturas de pesaje, esta herramienta nos facilita saber si el indicador esta en
optimas condiciones para su uso o si tiene alguna falla, la cual impida que pueda
ser utilizado correctamente para su funcionamiento.
El contenido de este proyecto, muestra la fabricación completa de un
simulador de carga, desde su fundamentación teórica, hasta las pruebas
realizadas a las cuales fue sometido para su óptimo desempeño, en el desarrollo
encontrará la lista de materiales que se utilizaron para la fabricación de dicho
simulador y los diseños de circuitos simulados e impresos para la tarjeta
electrónica, se anexaron tablas y gráficos, para poder observar su funcionamiento
en diferentes pruebas realizadas, como lo son: salida de señal, estabilidad en un
indicador en especifico y la prueba de deriva, también encontraran en la parte de
anexos los diferentes tipos de conexiones para cada marca diferente de indicador
y como debería ir la conexión de cableado y de la tarjeta.
6
II. Antecedentes
La empresa nace en 1994, como una microempresa dedicada a la
comercialización de equipo hidráulico para manejo de carga, hoy en día, Balanzas
y Básculas es una pequeña empresa que ofrece soluciones integrales en sistemas
de pesaje, atendiendo a la zona bajío del país. La problemática con la que cuenta
la empresa desde su inicio es la falta de un simulador de carga electrónico para el
diagnóstico y ajuste de las básculas y balanzas.
7
III. Justificación
El proyecto se decidió por el motivo principal de ahorrar tiempo y esfuerzo,
ya que con el simulador, la tarea de diagnóstico y ajuste de las básculas sería más
fácil y más rápido sin importar las dimensiones del equipo, pudiendo ajustar
básculas desde 1 kg hasta 5 toneladas, ahorrándole al técnico la fatiga de subir
toneladas de peso a las plataformas y previniendo algún posible accidente
ocasionado por la fatiga o por algún accidente con las pesas patrón.
Con el simulador de carga se mejoraría el proceso de servicio de los
equipos ya que con este se podría hacer una inspección rápida del funcionamiento
de la báscula y así poder descartar posibles fallas sin la necesidad de usar cientos
de kilogramos de peso.
Uno de los factores más importantes, sería poder reducir el riesgo de
accidentes dentro de la empresa, causadas por el mal uso de los equipos de carga
y descarga de pesas o por el mal uso de las pesas patrón.
8
IV. Objetivos
1. Mantener la certificación del laboratorio en 2013.
2. Reducir un 40% el proceso de revisión de los equipos.
3. Optimizar la velocidad en los procesos de diagnóstico y ajuste de básculas
y balanzas mediante la fabricación de un manual operativo.
9
V. Alcances

El circuito simulador de celda de carga debe entregarse fabricado y
funcionando 45 días naturales después del 15 de mayo, este simulador
debe poder entregar a la salida una señal de 2 mv por cada volts que se
esté alimentando al circuito, es decir que si mi circuito se encuentra
alimentado por una carga de 10 volts el simulador deberá entregar una
señal de salida de 20mv.

Los procedimientos deben entregarse impresos y en electrónico, incluyendo
titulo, código, objetivo, alcance, desarrollo, fotografías, tablas, gráficos y
anexos.

El manual debe entregarse impresos y en electrónico, incluyendo titulo,
código, objetivo, alcance, desarrollo, fotografías, tablas, gráficos y anexos.
10
VI. Análisis de Riesgos
En la tabla 6.1 se pueden observar los diferentes tipos de riesgos que se
pueden presentar al momento de realizar el proyecto en la empresa, cuenta con
una breve descripción del riesgo y una posible solución para evitar dichos
percances.
Riesgo
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Descripción
No contar con el tiempo
estipulado de las horas de
dedicación al proyecto en la
empresa.
No contar con las herramientas
necesarias para realizar el
proyecto.
Distracciones al momento de
trabajar en el desarrollo del
proyecto.
No Verificar los materiales a
utilizar en el proyecto.
Utilizar material no existente en
las tiendas de la localidad.
Tiempo de entrega del material
por medio de paquetería.
Realizar mal las conexiones del
cableado del circuito.
Conectar mal el simulador al
indicador.
Obtener señal de salida diferente
a la esperada.
No contar con el indicador
propuesto para realizar las
pruebas de estabilidad, deriva y
11
Solución
Dividir los tiempos de trabajo
en la empresa 50% proyecto
50% actividades de la empresa
Prioridad
6
Hacer un listado de las
herramientas que hacen falta
para la fabricación del
simulador.
Evitar hacer otras actividades
que no estén relacionadas con
el proyecto
Hacer un listado del posible
material y cotizar en tiendas de
electrónica su costo y
existencia.
Buscar en internet o contactar
proveedores de otros estados.
Hacer el pedido del material
con anticipación tomando en
cuenta el tiempo de entrega de
la paquetería.
Verificar las conexiones.
1
Verificar la conexión del
simulador en el manual del
indicador.
Realizar pruebas con valores
diferentes de las resistencias.
Verificar la existencia en
almacén del indicador a utilizar
o saber que otro posible
8
2
3
4
5
7
9
10
señal.
indicador se podría utilizar.
Tabla 6.1 Análisis de riesgos.
VII. Fundamentación Teórica
VII.I Puente de Wheatstone
Un puente de Wheatstone Se utiliza para medir resistencias desconocidas
mediante el equilibrio de los brazos del puente. Estos están constituidos por cuatro
resistencias que forman un circuito cerrado, siendo una de ellas la resistencia bajo
medida [1].
En la Figura 7.1, podemos
ver que, Rx es la resistencia cuyo valor
queremos determinar, R1, R2 y R3 son resistencias de valores conocidos, además
la resistencia R2 es ajustable. Si la relación de las dos resistencias del brazo
conocido (R1/R2) es igual a la relación de las dos del brazo desconocido (Rx/R3), el
voltaje entre los dos puntos medios será nulo y por tanto no circulará corriente
alguna entre esos dos puntos C y B.
Figura 7.1 Puente de Wheatstone
Para efectuar la medida lo que se hace es variar la resistencia R2 hasta
alcanzar el punto de equilibrio. La detección de corriente nula se puede hacer con
gran precisión mediante el voltímetro.
12
La dirección de la corriente, en caso de desequilibrio, indica si R 2 es
demasiado alta o demasiado baja. El valor de la F.E.M.(E) del generador es
indiferente y no afecta a la medida.
Cuando el puente está construido de forma que R3 es igual a R2, Rx es igual
a R1 en condición de equilibrio.(corriente nula por el galvanómetro).
Asimismo, en condición de equilibrio siempre se cumple que (Ecuación 7.1)
Ecuación 7.1
Si los valores de R1, R2 y R3 se conocen con mucha precisión, el valor de
Rx puede ser determinado igualmente con precisión. Pequeños cambios en el
valor de Rx romperán el equilibrio y serán claramente detectados por la indicación
del galvanómetro.
De forma alternativa, si los valores de R1, R2 y R3 son conocidos y R2 no es
ajustable, la corriente que fluye a través del galvanómetro puede ser utilizada para
calcular el valor de Rx siendo este procedimiento más rápido que el ajustar a cero
la corriente a través del medidor.
Tres de las resistencias R1, R2 y R3 son patrones de alta estabilidad y baja
tolerancia y una de ellas es variable. La cuarta es la resistencia incógnita, a
determinar su valor Rx. Observar que entre el punto A y B hemos conectado un
galvanómetro, que es un instrumento de medida de alta sensibilidad, el cual nos
indicará si hay paso de corriente a través de él.
13
VII.II Galgas extensiométricas
Una galga extensiométrica o extensómetro es un sensor, para medir la
deformación, presión, carga, torque, posición, entre otras cosas, que está basado
en el efecto piezo-rresistivo, el cual es la propiedad que tienen ciertos materiales
de cambiar el valor nominal de su resistencia cuando se le someten a ciertos
esfuerzos y se deforman en dirección de los ejes mecánicos. Un esfuerzo que
deforma a la galga producirá una variación en su resistencia eléctrica, esta
variación puede ser por el cambio de longitud, el cambio originado en la sección o
el cambio generado en la resistividad.[2]
En su forma más común, consiste en un estampado de una lámina metálica
fijada a una base flexible y aislante (fig. 7.2).La galga se adhiere al objeto cuya
deformación se quiere estudiar mediante un adhesivo, como el cianoacrilato.
Según se deforma el objeto, también lo hace la lámina, provocando así una
variación en su resistencia eléctrica. Habitualmente galga extensiométrica consiste
de un alambre muy fino, o más comúnmente un papel metálico arreglado en forma
de rejilla, que se puede unir por medio de soldadura a un dispositivo que pueda
leer la resistencia generada por la galga. Esta forma de rejilla permite aprovechar
la máxima cantidad de material de la galga sujeto a la tensión a lo largo de su eje
principal. Las galgas extensiométricas también pueden combinarse con muelles o
piezas deformables para detectar de forma indirecta los esfuerzos.
14
Figura 7.2 Galga
VII.II.1 Galgas metálicas
Las galgas metálicas se constituyen por una base muy delgada y fina, a la
cual se le adhiere un hilo muy fino metálico, puede ser bobinado o plegable, al
final las 2 terminales en las que acaba el hilo se une a los transductores. Estas
galgas tienen como ventaja un bajo coeficiente de temperatura, ya que se
compensa la disminución de la movilidad de los electrones al aumentar la
temperatura con el aumento de su concentración. En las galgas metálicas la
corriente máxima es de unos 25 mA si el soporte es buen conductor de calor, y
5mA en el caso contrario; de todas formas en las galgas metálicas hay una gran
limitación en la corriente. Las principales características de las galgas metálicas en
condiciones habituales establecen que su tamaño tiene una variación entre 0.4mm
y 150mm, tienen una resistencia variable entre 120 Ω y 5000 Ω y su tolerancia a la
resistencia esta en el rango de 0.1% y 0.2%. La resistencia eléctrica de la galga
metálica está dada por la relación entre la resistividad y la longitud respecto al
área transversal. Pueden ser:
15
Película Metálica: Esta clase de galgas tiene una característica de
fabricación similar a los circuitos impresos que tienen bases flexibles. Se
desarrollan por el medio de creación de placas utilizando fotografías,
llamado el método de fotograbado. Se conforman por una película de
protección, un soporte, un pad de conexión y de zonas anchas para reducir
el efecto de tensiones transversales.
Metal depositado: Son aplicadas directamente sobre la superficie mediante
dos métodos la evaporización o el bombardeo químico.
Hilo Metálico: Están adheridas a una base con medidas constantes, estas
presentan errores cuando existen estados tensiónales y son las más
sencillas. Están compuestas por una película de protección, un soporte, un
hilo de medida y las terminales de conexión.
Ventajas.
Pequeño tamaño,
Pueden ser alimentadas con corriente continua o corriente alterna,
Tienen una excelente respuesta en frecuencia,
Son simples y adecuada en medidas estáticas y dinámicas,
Compensación de temperatura relativamente fácil, al instalar dos galgas
idénticas en brazos adyacentes elimina los efectos de temperatura en la
galga medidora. ya que al tener dos galgas, si se mide la diferencia de
resistencia entre ambas, ya se descuenta con ello el efecto de la
temperatura.
16
Desventajas.
La señal de salida es débil,
Pequeño movimiento de la galga,
Son afectadas por muchos factores de variación en condiciones
ambientales,
La galga es ultra sensible a las vibraciones,
Con el tiempo la galga puede perder adhesión al espécimen de prueba,
Para umbrales pequeños la técnica de construcción es cara,
Se ven afectadas por el cambio de temperatura,
Son afectadas por la presencia de ruido térmico que establece un mínimo
para la variación de resistencia detectable,
Son poco estables.
17
VIII. PLAN DE ACTIVIDADES
En la tabla 8.2 y 8.3 se puede apreciar el plan de actividades, que se llevo a cabo para poder fabricar el simulador y
los manuales de diagnóstico de los equipos, se describe de manera general las actividades y los tiempos
aproximados de duración.
Tabla 8.2 Plan de actividades.
18
Tabla 8.3 Plan de actividades
19
IX. Recursos Materiales Y Humanos
En las tablas 9.1 y 9.2 se muestra información detalla de los recursos
materiales y humanos que se vieron involucrados al momento de desarrollar y
fabricar el simulador de carga y los manuales de servicio.
Descripción
Material
Resistencia precisión 350Ω 1%
Precio unitario
cantidad
Precio total
$2
8
$16
Resistencia precisión 6.8kΩ y 12kΩ
1%
Gabinete de plástico
Placa fenólica
Cloruro Férrico
Potenciómetro 10 vueltas de carbón
10k
Cable calibre xx
Conectores multivueltas
Cautín tipo lápiz
Pasta para soldar 25g
Soldadura rollo de 100g
Juego de desarmadores metálicos
tipo relojero
Taladro
Broca 1/8
Multímetro digital Modelo MUL-010
Caimán tipo banana
$2
16
$32
$48
$15
$25
$250
1
1
1
1
$48
$15
$25
$250
$4
$10
$199
$15
$95
$35
1mt
4
1
1
1
1
$4
$40
$199
$15
$95
$35
N/A
$10
$130
$6
1
1
1
5
N/A
$10
$130
$30
$944.00
Total
Tabla 9.1 Recursos materiales
Personal
1
1
Descripción
Ingeniero mecánico, encargado de la
capacitación y seguimiento del proyecto
y de las actividades a realizar en la
empresa.
TSU encargado de la simulación y
fabricación del simulador de carga.
Tabla 9.2 Recursos humanos
20
X. Desarrollo
Con el desarrollo del proyecto se realizaron diferentes diseños para la
fabricación del simulador de celdas de carga, para seleccionar el más apropiado
para el uso dentro de la empresa. Los diseños fueron realizados basados en un
simulador ya
existente dentro
de
las instalaciones pero se
realizaron
modificaciones para su correcto funcionamiento, también se presentó un diseño
diferente para la aplicación.
En la figura 10.1, 10.2 y 10.3 se muestran los diseños seleccionados para su
fabricación previa en protoboard.
Figura 10.1 Primer Diseño
Este diseño consistía en la utilización de un amplificador operacional y un
potenciómetro, el cual era utilizado para variar la ganancia del amplificador y así
poder regular la señal de salida. Las pruebas realizadas en la construcción de este
21
circuito en protoboard, dieron como resultado que no es estable en cuanto a la
señal de salida por lo tanto el diseño fue descartado para su fabricación.
Figura 10.2 Segundo Diseño
Posteriormente se fabricó un circuito similar al ya existente dentro de las
instalaciones para poder tener una base de los que se pretendía realizar, este
circuito contiene más componentes electrónicos, pero su funcionalidad es la
misma, poder entregar una señal de salida comprendida entre los 0 mv hasta los
30 mv: El circuito contiene resistencias de alta precisión de valores muy pequeños
comprendidos entre 100 a 500 omhs y otras con valores más grandes llegando
hasta los 200 KΩ, cuenta con un potenciómetro de pasos para poder intercalar los
valores de las resistencias utilizadas y así poder tener una diferencia de señal a la
salida. Este último no es recomendable utilizarlo, ya que con el tiempo de uso y el
constante movimiento de mover la posición desgasta las láminas de carbono que
llevan internamente y con el tiempo comienzan a mostrar variaciones hasta llegar
a su mal funcionamiento, por lo tanto este diseño no era recomendable fabricarlo
22
ya que es el diseño original del simulador que actualmente se encuentra en la
empresa y el cual ha dejado de funcionar correctamente con el tiempo, ya que se
han comprado varios simuladores de este tipo.
Figura 10.3 Tercer Diseño
El último diseño presentado es el que se decidió para su fabricación,
consiste en la base del diseño anterior, pero se modificó el potenciómetro de
pasos por uno potenciómetro de carbono de 10 vueltas, ya que con esta
modificación el simulador tendrá mayor precisión y su tiempo de uso será más
prolongado por el tipo de material que se está utilizando. Se modificaron los
valores de las resistencias de alta precisión, para poder obtener a la salida una
señal comprendida de 2 mv por cada volt utilizado para su alimentación del
circuito.
Una vez seleccionado el circuito ideal para la fabricación del circuito
simulador de carga se procedió a realizar el diseño para la fabricación de la placa
fenólica para insertar los componentes, este proceso se realizó con la ayuda del
23
software de simulación y diseño llamado ISIS (Proteus). El software utiliza el
diseño previamente armado en ISIS y lo transforma con la ayuda de ARES para su
diseño real en la placa, como se muestra en la figura 10.4
Figura 10.4 Diseño virtual en ares
El software cuenta con una herramienta la cual permite observar el trazado
de las líneas de conducción de cobre que quedaran impresas en la placa y la
distribución de ellas.
Una de las características del software es la visualización previa en 3D la
cual permite observar como quedaría realmente el diseño en la placa fenólica, y
así poder tomar en cuenta medidas y las posiciones de los componentes
electrónicos como se muestran en la figura 10.5.
Figura 10.5 Diseño 3D
24
Una vez armado el diseño y colocado los componentes de la mejor manera
posible para poder obtener un mejor rendimiento y funcionamiento del circuito se
procede a imprimir el diseño del circuito con la ayuda de una impresora de laser, y
una hoja de papel transfer para la impresión de estos diseños, en caso de no
contar con esta hoja especial para la impresión del diseño se puede usar una hoja
de revista, de preferencia fondo blanco, para obtener una mejor visibilidad de las
líneas a imprimir. (Ver figura 10.6)
Figura 10.6 Diseño de impresión
Posteriormente se debe lijar un poco la placa fenólica para tener una mejor
impresión de la tinta a la placa, se recorta la imagen al tamaño deseado de
nuestra placa fenólica y se pega a ella para poder plancharla. El proceso de
impresión se lleva a cabo por medio del calor proporcionado con la ayuda de una
plancha, la cual consiste en calentar la placa con el diseño del circuito impreso en
la hoja de papel transfer aproximadamente de 15 minutos, para lograr una mejor
impresión, se pueden hacer movimientos circulares en el centro y en las esquinas
de la placa.
25
Una vez lograda la impresión correcta del diseño, se procede a introducir la
placa en un recipiente de plástico con agua para separar el papel de la placa y
dejar solamente las líneas de tinta que se quedaron adheridas al cobre, una vez
realizado este paso, se le coloca cloruro férrico para corroer el cobre excedente de
la placa y solo obtener las líneas negras que quedaron en la impresión, para
obtener un mejor resultado con la cloruro se le verterá una taza de agua caliente
para activar la reacción del cloruro como se muestra en la figura 10.6 A y B
Figura 10.6 A-Cloruro Férrico
Figura 10.6 B-Cloruro diluido
Se tendrá que esperar 30 minutos, y con la ayuda de movimientos suaves y
laterales del recipiente se obtendrá el diseño final de la tarjeta la cual solo bastara
con limpiar y perforar los orificios marcados en la placa y se tendrá la placa de
componentes lista para comenzar la colocación de componentes electrónicos.
Una vez teniendo colocados los componentes en su correcta ubicación (ver
figura 10.7) se procedió a soldar los componentes con la ayuda del cautín y un
rollo de soldadura para un mejor funcionamiento.
26
Figura 10.7 Circuitos armados
Después de haber colocado y soldado todos los componentes electrónicos,
se introduce la placa PCB, en un gabinete de plástico que servirá como protección
a la placa, todo esto para darle más seguridad al circuito, una vez identificado
cada terminal de conexión con ayuda de etiquetas, se energizará el circuito para
realizar las pruebas de precisión y estabilidad y observar los resultados obtenidos.
Figura 10.8
Figura 10.8 Simulador de carga
27
Con la ayuda de cables tipo caimán, se procedió a energizar el circuito, para
verificar su correcto funcionamiento y observar los valores obtenidos con el
multímetro en escala de mili volts, esperando tener 0 mv con el potenciómetro en
su mínima capacidad y 20 mv con el potenciómetro en su máxima capacidad, ya
que el circuito debe ser capaz de entregar 2 mv por cada volt aplicado a su
alimentación. (Ver figura 10.9 y 10.10)
Figura 10.9 Potenciómetro en su mínima capacidad.
Figura 10.10 Potenciómetro en su máxima capacidad
28
Posteriormente de haber corroborado su correcto funcionamiento del circuito,
se procedió a conectar el simulador a un indicador para verificar que las lecturas
fueran estables en una prueba real, a lo que estará sometido el simulador
diariamente, se utilizó un indicador TRANSCELL modelo TI-1600, configurado
para la simulación de 3 toneladas de peso.
Se comprobó que el simulador funciona perfectamente en situaciones reales
teniendo el potenciómetro en su minina capacidad nos arroja como resultado 0
mv, siendo visible un 0.0 kg en el indicador, simulando que no tenemos carga en
la plataforma, posteriormente se procedió a variar el valor del potenciómetro a
diferentes posiciones, para obtener señales más altas y simulando el aumento de
peso en la plataforma, hasta llegar a su máxima capacidad soportada simulando
tener más de dos toneladas de peso.(ver figuras 10.11 y 10.12).
Figuras 10.11 y 10.12 Simulación con indicador TRANSCELL.
29
XI. Resultados obtenidos
Una vez realizadas las pruebas iniciales, se procedió a realizar pruebas
finales, con las especificaciones que el ingeniero solicitó, las cuales deberían
someter el simulador a diferentes pruebas en un indicador en especifico como lo
es el Combics 1 de la marca Sartorius y con una programación de 30 kg de
alcance por 1 gramo de resolución, las pruebas que se realizaron en este punto
consistían en verificar la estabilidad de las mediciones que entregaba el simulador
conectado a este equipo y con las especificaciones previamente mencionadas y
una prueba de deriva, la cual consistía en tomar mediciones a la mínima, media y
máxima capacidad del simulador en intervalos de 1 hora y tomar las mediciones
correspondientes, para después poder analizar y ver que tanto variación se había
encontrado entre una medición y otra, en la figura 11.0 y 11.1 se muestra el
simulador conectado al indicador con la configuración deseada.
Figura 11.0 Prueba 1
Figura 11.1Prueba 2
La prueba de deriva, resultó aceptable, ya que en la mínima capacidad
después de haber transcurrido una hora de diferencia la medición obtenida fue
nula y estable, en media capacidad se observó un aumento de 4 unidades arriba y
30
a su máxima capacidad, se registró una pérdida de 2 unidades, lo cual indica que
el simulador trabaja correctamente en tiempos prolongados de uso (ver tabla
11.3).
Potenciómetro.
Mínima
capacidad.
Media
capacidad.
Máxima
capacidad.
Señal de salida inicial (mv)
0.000
Tiempo
1 hr
Señal de salida final (mv)
0.000
10.115
1 hr
10.119
29.981
1 hr
29.979
Tabla 11.0 Prueba de deriva en la señal.
Otra prueba realizada fue la de la señal de salida en mv, la cual consistia en
obtener 20 mv de salida maximos en la tabla 11.4 se puede apreciar los valores
obtenidos en mv aplicando a la entrada del simulador diferectes voltajes de
alimentación.
Tabla 11.1 Resultados de señal de salida.
31
Por último se procedió a realizar una gráfica para poder observa su
funcionamiento lineal del simulador, el cual resulto aceptable (ver figura11.2)
Figura 11.2 Prueba de linealidad.
Con la elaboración del simulador y la utilización de este, se lograron los
objetivos planteados al inicio de la estadía, siendo el más importante, la reducción
del proceso de revisión de los equipos en un 30% ya que se omite la prueba de
colocar pesas a la plataforma y verificar que el indicador este censando, al igual
que la optimización de la velocidad en los procesos de diagnóstico para los
equipos de pesaje mediante la elaboración de un manual de servicio para la
detección de fallas más comunes en los equipos siendo este de gran ayuda para
todos los técnicos de la empresa. La certificación hasta hoy en día se sigue
manteniendo por el resto del año 2012. Con la fabricación del manual de
diagnóstico para la detección de fallas en los equipos, se logró agilizar la revisión
de estos equipos hasta en un 50% teniendo así un óptimo desempeño en el área
de servicio.
32
XII. Conclusiones y Recomendaciones
Con la realización del proyecto, se obtuvo una idea más clara de las
aplicaciones que se pueden obtener con los conocimientos adquiridos en clase y
la aplicación de dichos conocimientos en situaciones reales, aplicables en la
industria, se logró obtener un panorama más claro de lo que los estudiantes tienen
que enfrentar una vez terminado su ciclo escolar y el largo camino laboral que hay
que enfrentar.
Se recomienda apretar correctamente los cables dentro de los conectores del
simulador y atornillarlos a tope en las borneras de los indicadores para evitar
falsos contactos que puedan entregar lecturas erróneas en el indicador, también
se recomienda verificar la conexión de cables del indicador y del simulador, ya
que cada equipo puede tener diferentes tipos de conexiones, esto es posible
verificarlo en el manual de servicio de cada marca en específico. La conexión
correcta de cada cable asegura un buen funcionamiento del simulador.
33
XIII. Anexos
Conexión para indicador OHAUS T21P.
34
Conexión para Indicador Ohaus T32XW.
35
Conector para indicador TRANSCELL TI 500.
36
Conector para indicador IDS 440.
37
XIV. Bibliografía
[1] Mecatrónica, Sistemas de Control Electrónico en la Ingeniería Mecánica
y Eléctrica, Quinta Edición, W. Bolton.
(Páginas 85-89).
[2] Celdas de carga PDF. Recuperado el 10 julio de 2013, de
http://antares.itmorelia.edu.mx/~talfaro/Materias/Instrumentacion/Celdas%2
0de%20Carga.pdf
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