METROLOGIA

PROYECTO:

CONSTRUIR UN INSTRUMENTO DE MEDIDA

ENTREGA FINAL

PROFESORA: DIANA CAROLINA GALVEZ

EDISON CAMILO VALLEJOS

RAFAEL GONZALES

HECTOR JAIME LADINO LARGO

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA

SEDE MANIZALES

Manizales, 5 de Junio de 2014

INTRODUCCION

El curso de Metrología, nos permite un alcance de nuestros conocimientos tan

amplios, que para la finalización de este, estaremos en capacidad de construir un

instrumento de medida; pero no solo su construcción, sino con una amplia gama

de conceptos y aplicaciones, tales como calibración, análisis de error,

incertidumbres etc.

A continuación les presentamos la primera entrega del proyecto que

seleccionamos, el cual fue, la construcción de un anemómetro. Tal instrumento

nos permite medir el desplazamiento horizontal del aire, o como lo conocemos

mejor, el viento.

Aplicamos todo nuestro conocimiento en todos sus aspectos, esperando presentar

un instrumento que cumpla con todas las expectativas que se pueden generar y

así dar terminación a un curso que nos proporcionó conocimientos muy útiles a

los largo de nuestra carrera y nuestra vida.

MARCO TEORICO

El anemómetro es un instrumento  meteorológico que se usa generalmente en la

valoración de un sitio para generación eléctrica, predicción del clima,

determinación de un sitio para la instalación de generadores eólicos, análisis de

las condiciones especiales del viento, niveles de turbulencia.

Específicamente, para medir la velocidad del viento o del desplazamiento

horizontal del aire, como también se le conoce.

Se usan principalmente los anemómetros de copas , que consta generalmente de

tres aspas con copas sobre las cuales actúa la fuerza del viento; el número de

vueltas puede ser leído directamente en un contador o registrado mediante

diferentes tipos de lectores.

Fig1: Anemométro ejemplo

Anemómetros

Fig. 2

La figura 1 nos muestra algunos Anemómetros para la medición de la velocidad del aire empleado en la industria.

Los anemómetros se fabrican teniendo en cuenta varios aspectos: según el tipo de aplicación. Son fabricados como anemómetros de hilo caliente, anemómetros de rueda alada o como anemómetros herméticos portátiles o de bolsillo. Con cualquiera de ellos se puede medir la fuerza eólica y la velocidad de circulación del aire. Los resultados de la medición de la velocidad del aire se pueden almacenar de diferentes maneras.

Son ideales para mediciones rápidas y permanentes. Existe un aparato adecuado para cada necesidad, ya sea para la industria, la artesanía o como hobby, revisión de instalaciones de climatización y ventilación, controles de proceso, pero también para aficionados a diferentes deportes, etc. Igualmente, existen accesorios y certificados ISO para estos medidores.

Intervalo de calibración:

Para mayor confianza en las mediciones, los anemómetros han de ser revisados o calibrados periódicamente. No existe una norma que afirme cuándo se han de ser calibrados los medidores. Hay que tener en cuenta los siguientes puntos a la hora de determinar el intervalo:

Magnitud medida y banda de tolerancia permitida Utilización de los medidores e instrumentos de control Frecuencia de empleo Condiciones ambientales Estabilidad de la calibración anterior Precisión de medición exigida Disposiciones relativas al sistema de control de calidad en las empresas

Todo esto significa que el período entre dos calibraciones ha de ser fijado y controlado finalmente por el usuario mismo. Se recomienda que el intervalo de calibración esté entre 1-3 años.

Tabla de las velocidades del viento

Tabla No 1

Escala de valoración

Velocidad del viento (Km/h)

IndicaciónConcepto/ valoración

0 0 – 2 El humo asciende verticalmente Tranquilo1 2 – 5 El humo se desvía suavemente hacia un lado Suave2 6 – 12 El viento se percibe en la piel Suave

3 13 – 20 Se mueven banderas ligeras Moderado

4 21 – 29 Se mueve polvo y papeles Moderado

5 30 – 39 Pequeños árboles empiezan a mecerse al viento Vivo

6 40 – 50 Los paraguas ya no se pueden utilizar Fuerte

7 51 – 61Todos los árboles se mueven fuertemente / ya cuesta

trabajo moverse contra la dirección del vientoFuerte

8 62 – 74 Las astas de los árboles se quiebran muy fuerte9 75 – 87 Pueden presentarse daños importantes en edificios muy fuerte

10 88 – 101 Pueden presentarse los peores daños en edificios Masivo

11 102 – 116 Pueden presentarse los peores daños en edificios Masivo

12 117 >Aniquilamiento de las construcciones más fuertes / se

buscan refugios inmediatamenteHuracanes

PROYECTO: CONSTRUIR UN INSTRUMENTO DE MEDIDA

SELECCIÓN DEL INSTRUMENTO: ANEMOMETRO

Se emplean diversos elementos y materiales para las diferentes partes del instrumento: como la base, el eje central, las aspas o cazoletas, rodamientos para el soporte rotatorio, elementos análogos y digitales para realizar la medición.

OBJETIVO:

Realizar la práctica del curso a través de la construcción de un instrumento de medida, el cual nos permitirá realizar operaciones como la medición, calibración y comparación de medidas, soportados en registros dados en un instrumento certificado.

CONSTRUCCION:

Se emplea una base metálica para darle firmeza al instrumento y que tenga un buen apoyo sobre el piso. Y de tal forma que evite cualquier tipo de perturbaciones que puedan ejercer algún efecto sobre las copas.

Un eje central que se encarga de sostener el soporte rotatorio, los cuatro ejes laterales y las cazoletas, el cual consta de un rodamiento de alta calidad para minimizar el rozamiento mecánico.

El eje tiene una longitud considerable para evitar perturbaciones del aire que pueda perjudicar con el flujo que chocaría sobre el cuerpo.

Las copas tienen la forma especial para garantizar la sensibilidad al paso del aire y obtener la respuesta mecánica que necesitamos.

Un brazo que soporta parte del elemento digital.El elemento digital que nos dará la lectura será un velocímetro de los que se usan para ciclismo deportivo, el cual será calibrado según del diámetro que generen los ejes laterales en su giro, a través de una relación interna de este.

Al compararlo con un instrumento con una calibración preestablecida, podemos ajustarlo a nuestras necesidades o requerimientos y así tener nuestro instrumento generando medidas reales.

Las unidades que vamos a emplear, serán km/h.

La resolución de nuestro instrumento, es la misma del elemento de medida que es equivalente a 0,1 km/h.

La lectura máxima de nuestro instrumento es de 99.9 km/h.

Cabe resaltar que el rango de funcionamiento del instrumento es de 0 Km/h hasta 99.9 Km/h

Fig. 3

La figura 2 nos muestra un esquema del instrumento a fabricar.

MEDIDAS

Tabla 2 medidas de calibración

Instrumento utilizado para calibrar km/h

Instrumento hecho km/h

0.90 1.10

1.83 1.822.74 2.723.65 3.634.51 4.505.48 5.626.41 6.40

Se tomaron 9 medidas.

Las medidas del instrumento utilizado para calibrar estaban dadas en pies por minuto y en la Tabla 2 ya han sido convertidas a Km/h.

La velocidad promedio del instrumento de medida utilizado para calibrar fue de 2.84km/h, y el del instrumento hecho es de 2.86km/h. con estos 2 promedios se procede a calcular el %ε.

% ε=|2.84−2.8 62.84 |∗100 %=0.7 %

CONCLUSIONES

El viento es una condición a medir muy variable, ya que cuenta con factores como ráfagas Inesperadas, cambios de dirección, en sitios como Manizales, no tiene constancia en su flujo.

Los elementos que se requieren para su fabricación, deben ser seleccionados de tal manera que no se afecten con la intemperie, ya que es donde se pueden instalar estos instrumentos para obtener mejores medidas.

La velocidad se puede establecer de manera instantánea, y también se puede dar un manejo de promedio en un determinado periodo.

Efectos como la fricción, resistencia del viento, geometría, ubicación, cambios repentinos del tiempo, cambios climáticos, son factores que debemos tener en cuenta a la hora de establecer la correcta medición, y los parámetros que nos pueden generar error a la hora de tomar la medición.

BIBLIOGRAFIA

Es.wikipedia.org/wiki/Anemómetro

www.infoagro.com/anemometro-kat_70015

www.pce-instruments.com/anemometros

ACCUWIND – Methods for classification of cup anemometers. J. A. Dahlberg, T. F.Pedersen, Peter Busche. Risø-R-1555(EN). May 2006.

MEASNET Measurement Procedure for Cup Anemometer Calibrations. Final Technical ExpertsGroup Draft. MEASNET, Leuven, Belgium. 22 Sep 98.

EDISON CAMILO VALLEJOS

RAFAEL GONZALES

HECTOR JAIME LADINO LARGO

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