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Transductores y su tipología
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El transductor es el elemento que transforma la vibración mecánica en
una señal eléctrica analógica, para ser procesada, medida y analizada.
Atendiendo a su principio constructivo, hay transductores de vibración
de desplazamiento, velocidad y aceleración, cada uno de ellos más o
menos idóneo a cada aplicación industrial.
Todos los transductores deben ser precisos a la hora de tomar las
lecturas de amplitud, ofreciendo repetibilidad (dos señales de la misma
amplitud tendrán que generar en el transductor la misma salida de
tensión). Los transductores también deben ser muy precisos en la
información de frecuencias de la señal mecánica. Esto es fundamental
pues, en muchos defectos mecánicos, la relación entre sus frecuencias y
la frecuencia del eje de giro que se toma como referencia, proporciona
al analista la información precisa para determinar la naturaleza del
defecto mecánico que genera la vibración.
Los tipos diferentes de transductores responden a parámetros diferentes
de la fuente de vibración, como se puede apreciar en la Tabla 1.
Las medidas de
desplazamiento son especialmente adecuadas en vibración a baja
frecuencia, o cuando el analista necesita conocer el movimiento
completo de un eje determinado. Estas medidas se toman directamente con
transductores de desplazamiento.
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Las lecturas de velocidad son generalmente las de mayor campo de
aplicación, ya que la velocidad es directamente proporcional al
esfuerzo y al desgaste de un sistema mecánico. Pueden ser tomadas con
un sensor sísmico de velocidad, si bien se suele emplear con más
asiduidad acelerómetros por su mejor respuesta en frecuencia y menor
coste. La señal del acelerómetro es procesada para ser convertida a
unidades de velocidad.
Las lecturas de
aceleración son las mejores para analizar fenómenos a altas
frecuencias. La aceleración es el parámetro que ofrece la mejor medida
de la fuerza asociada a una fuente particular de vibración.
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| Tipo |
| Sensibles a |
|---|
| Transductor de desplazamiento o sonda de proximidad |
| Desplazamiento |
| Transductor sísmico de velocidad o sonda de velocidad |
| Velocidad |
| Transductor piezoeléctrico o acelerómetro |
| Aceleración |
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Tabla 1: Tipos de transductores de vibración.
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El procedimiento de convertir una señal de desplazamiento a velocidad o
de velocidad a aceleración es equivalente a la operación matemática de
diferenciación. De modo contrario, la conversión de aceleración a
velocidad o de velocidad a desplazamiento es la integración matemática.
Es posible llevar a cabo estas
operaciones con instrumentos que miden la vibración y de esta manera
convertir los datos de cualquier sistema de unidades a cualquier otro.
Desde un punto de vista práctico la diferenciación es un procedimiento
ruidoso en si, y muy raras veces se lleva a cabo. La integración, por
otra parte se lleva a cabo con mucha precisión, con un circuito
electrónico muy barato. Esa es una de las razones de que el
acelerómetro sea el transductor estándar para medición de vibraciones,
ya que su señal de salida se puede integrar fácilmente una o dos veces
para mostrar velocidad o desplazamiento. La integración no es adecuada
para señales con una frecuencia muy baja (por debajo de 1 Hz), ya que
en este área el nivel de ruido se va incrementando y la precisión del
procedimiento de integración padece.
La mayoría de los integradores disponibles comercialmente funcionan
correctamente por encima de 1 Hz, lo que es lo suficientemente bajo
para casi todas las aplicaciones de vibraciones. |
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