1 diseño y construcción de un sistema de adquisición de datos para el análisis estructural del ...

165 Pages·2005·1.92 MB·Spanish

by  Adrian Jose

DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE UN SISTEMA DE ADQUISICIÓN DE DATOS
PARA EL ANÁLISIS ESTRUCTURAL DEL AVIÓN CON MATRICULA 1008 DE
LA FUERZA AÉREA COLOMBIANA.

ADRIAN JOSÉ NIEVES RICO
IVÁN DARÍO LÓPEZ OSSA

UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA
FACULTAD DE INGENIERÍA
BOGOTÁ D.C.
2005
1
Diseño y construcción de un sistema de adquisición de datos para el análisis
del avión con matricula 1008 de la Fuerza Aérea Colombiana.

ADRIAN JOSÉ NIEVES RICO
IVÁN DARÍO LÓPEZ OSSA

Trabajo de grado para optar por el título de
Ingeniero Electrónico

ASESOR
Ing. Pedro Luís Muñoz

UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA
FACULTAD DE INGENIERÍA
BOGOTÁ D.C.
2005
2
NOTA DE ACEPTACIÓN

PRESIDENTE DEL JURADO

JURADO

JURADO

BOGOTÁ, DICIEMBRE DEL 2005
3
A nuestras familias, y compañeros que nos
apoyaron y depositaron toda su confianza
durante el tiempo que estudiamos.
4
AGRADECIMIENTOS

Los autores expresan sus agradecimientos a:

Capitán Camilo Rodríguez, Director del proyecto, Grupo Técnico. Comando Aéreo
de Transporte Militar Fuerza Aérea Colombiana (CATAM).

El Ing. Yamid Garzón, Docente. Universidad de San Buenaventura, por su
colaboración incondicional.

El Ing. Hugo zapata, Docente. Sena

Al asesor de investigación Ing. Pedro Muñoz, por su constante apoyo y sus
valiosas orientaciones.
5
CONTENIDO

LISTA DE TABLAS x
LISTA DE FIGURAS xi
LISTA DE CUADROS xiii
LISTA DE ANEXOS xiv
GLOSARIO xv
RESUMEN xvii
TÍTULO 18
INTRODUCCIÓN 19
1. PLANEAMIENTO DEL PROBLEMA 20
1.1 DESCRIPCIÓN DEL PROBLEMA
1.1.1 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
1.2 JUSTIFICACIÓN 21
1.3 OBJETIVOS 21
1.3.1 OBJETIVO GENERAL
1.3.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
1.4 ALCANCES Y LIMITACIONES DEL PROYECTO 22
1.4.1 ALCANCES
1.4.2 LIMITACIONES 23
2. MARCO DE REFERENCIA 24
2.1 MARCO CONCEPTUAL
2.1.1 El SISTEMA DE ADQUISICIÓN DE DATOS
2.1.1.1 TRANSDUCTOR 27
2.1.1.2 ETAPA ACONDICIONAMIENTO SEÑAL 27
2.1.1.2.1 AMPLIFICACIÓN
2.1.1.2.2 AISLAMIENTO 28
6
2.1.1.2.3 MULTIPLEXADO
2.1.1.2.4 FILTRADO
2.1.1.2.5 LINEALIZACIÓN 29
2.1.1.2.6 EXCITACIÓN
2.1.1.3 PUENTE DE MEDIDA CON DOS GALGAS
MEDIO PUENTE 30
2.1.2 CONTROLADOR Y MICROCONTROLADOR
2.1.2.1 CONVERSOR ANÁLOGO DIGITAL CAD 32
2.1.2.2 CONVERSOR DIGITAL ANÁLOGO CDA
2.1.3 BUS SERIE I2C 33
2.2 MARCO LEGAL O NORMATIVO 33
2.3 MARCO TEÓRICO 33
2.3.1 ELECCIÓN DE UN SENSOR
2.3.1.1 CARACTERÍSTICAS DE SALIDA 34
2.3.1.2 CARACTERÍSTICAS DE ALIMENTACIÓN
2.3.1.3 CARACTERÍSTICAS AMBIENTALES
2.3.1.4 OTROS FACTORES
2.3.2 CARACTERÍSTICAS ESTÁTICAS 35
2.3.2.1 EXACTITUD
2.3.2.2 PRECISIÓN
2.3.2.2.1 VALOR EXACTO
2.3.2.2.2 ERROR
2.3.2.2.2.1 ERROR ABSOLUTO 36
2.3.2.2.2.2 ERROR RELATIVO
2.3.2.2.3 INDICE DE CLASE
2.3.2.2.4 COMPATIBILIDAD ENTRE RESULTADO
Y ERROR
7
2.3.2.2.5 FIDELIDAD
2.3.2.2.6 REPETIBILIDAD 37
2.3.2.2.6.1 REPRODUCIBILIDAD
2.3.2.2.7 DERIVAS
2.3.2.2.8 RESOLUCIÓN 38
2.3.2.3 DETERMINACIÓN DEL ERROR EN LOS EQUIPOS
DE MEDIDA
2.3.3 INTRODUCCIÓN AL SENSOR DE DEFORMACIONES 39
2.3.3.1 MATERIAL UTILIZADO
2.3.3.2 CÓMO SE USA LA INFORMACIÓN 40
2.3.3.3 MONTAJE DE LOS SENSORES
2.3.3.4 MEDICIÓN DE PEQUEÑOS CAMBIOS EN LA
RESISTENCIA.
2.3.3.4.1 PUENTE BÁSICO DE RESISTENCIA 42
2.3.3.4.3 EFECTOS TÉRMICOS 43
2.3.3.5 AUMENTO EN LA SALIDA DEL PUENTE 45
2.3.4 AMPLIFICADORES DE INSTRUMENTACIÓN 48
2.3.4.1 INTRODUCCIÓN
2.3.4.2 FUNCIONAMIENTO DEL CIRCUITO
2.3.5 DETECCIÓN Y MEDICIÓN MEDIANTE EL AMPLIFICADOR
DE INSTRUMENTACIÓN 50
2.3.5.1 MEDICIONES DE VOLTAJE
2.3.5.2 AMPLIFICADOR COMO CAS 54
2.3.6 MICROCONTROLADOR PIC 54
2.3.6.1 CONTROLADOR Y MICROCONTROLADOR
2.3.6.2 DIFERENCIAS 55
2.3.6.3 ¿QUÉ MICROCONROLADOR EMPLEAR? 59
2.3.6.3.1 COSTES
8
2.3.6.3.2 APLICACIÓN
2.3.6.4 RECURSOS COMUNES 62
2.3.6.5 RECURSOS ESPECIALES 70
2.3.6.6. HERRAMIENTAS PARA EL DESARROLLO 75
2.3.6.7 CARACTERÍSTICAS RELEVANTES 77
2.3.6.8 REGISTROS GAMA MEDIA 78
2.3.6.8.1 MEMORIA DE DATOS
2.3.7 EL BUS SERIE I2C 85
2.3.7.1 MEMORIA I2C 90
2.3.7.2 PROCESO DE ESCRITURA 91
2.3.7.3 PROCESO DE LECTURA 93
2.3.8 MAX 232 97
3. METODOLOGÍA 98
3.1 ENFOQUE DE LA INVESTIGACIÓN
3.2 LÍNEA DE INVESTIGACIÓN USB
3.3 TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN 103
3.4 POBLACIÓN Y MUESTRA
3.5 HIPÓTESIS
3.6 VARIABLES
101
3.6.1 VARIABLES INDEPENDIENTES
3.6.2 VARIABLES DEPENDIENTES
4. PRESENTACIÓN Y ANÁLISIS DE RESULTADOS 107
5. DISEÑO INGENIERÍL 114
6. CONCLUSIONES 133
7. RECOMENDACIONES 134
BIBLIOGRAFÍA 146
ANEXOS 147
9
LISTA DE TABLAS

TABLA 1. REGISTROS GAMA MEDIA 81
TABLA 2. DIRECCIONAMIENTO DE LA MEMORIA PARA FAMILIA PCF 87
TABLA 3. LÍNEA DE INVESTIGACIÓN NÚMERO 2: TECNOLOGÍAS
ACTUALES Y SOCIEDAD. 100
TABLA 4. SUBLÍNEA DE INVESTIGACIÓN NÚMERO 1:
PROCESAMIENTO DE SEÑALES DIGITALES Y ANALÓGICAS 102
TABLA 5. REGISTROS EN EXCEL 110
TABLA 6. TIEMPOS DE ADHESIÓN 135

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