Diseño de un anemómetro basado en el efecto piezoresistivo

Villegas-Jiménez, Eduardo José

2011-10-06

Descargar documento

Proyecto de Graduación (Licenciatura en Ingeniería Electrónica) Instituto Tecnológico de Costa Rica, Escuela de Ingeniería Electrónica, 2008.

En este proyecto se diseñó un sistema sencillo y de bajo costo capaz de medir la velocidad del viento utilizando el efecto piezoeléctrico o piezoresistivo. Los dispositivos meteorológicos que miden la velocidad del viento se llaman anemómetros y existen de diversos tipos tales como: anemómetros de cazoletas o de molinete (anemómetros mecánicos), ultrasónicos, de filamento caliente y de presión diferencial (anemómetros modernos). Dichos dispositivos son muy importantes ya que permiten la predicción del clima en ciertas zonas. Los anemómetros modernos presentan el gran inconveniente de que son muy costosos en comparación con los anemómetros mecánicos, por eso éstos últimos son los más utilizados, pero aún así dichos instrumentos presentan varios problemas: las piezas móviles se desgastan por el uso, lo afecta la sal, el polvo, la arena y la corrosión por lo que requieren un mantenimiento periódico. También son afectados por varios efectos de inercia lo cual varía las mediciones. Los sensores piezoeléctricos están basados en el efecto piezoeléctrico el cual es la generación de voltaje cuando se aplica un esfuerzo mecánico a dicho sensor y de manera similar, los sensores piezoresistivos están basados en el efecto piezoresistivo, es decir, al aplicar un esfuerzo mecánico al sensor éste cambia su valor de resistencia. Utilizando un sensor piezoresistivo se diseñó un sistema con piezas de bajo costo, fácil adquisición y con muy pocas partes mecánicas para obtener una salida de voltaje proporcional a la fuerza del viento y realizando un proceso de calibración del sistema mecánico mediante un anemómetro fue posible establecer una relación de voltaje y velocidad del viento.

ELEC; Sensores; Velocidad; Mediciones; Dispositivos meteorológicos; Mantenimiento; Aerodinámica; Resistencia; Sistemas mecánicos; Amplificadores; Anemómetro; Efecto piezoeléctrico; Sensor piezoeléctrico; Fuerza del viento;