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Medición de la temperatura del disco de freno y del buje en la rueda giratoria, en carretera

  • Temperatura del disco de freno
  • Temperatura del buje
  • Temperatura de la rueda
  • Velocidad de rueda
Anillo colector del Wheel Instrumentation System en la rueda delantera de una monovolumen, con el cable del estator subiendo hasta el guardabarros
Un Wheel Instrumentation System en la rueda delantera de un monovolumen. Foto de Michigan Scientific.

En resumen

Unos termopares fijados al disco de freno y al buje giran con la rueda. Sus señales salen a través del Wheel Instrumentation System, un anillo colector de 4 a 36 canales atornillado a la rueda original del vehículo mediante una placa y tuercas de rueda de collar, o mediante un conjunto de rueda con telemetría alimentado por batería. Un amplificador para termopar en el lado rotativo, AMP-TC-M1 o MicroTC, añade la compensación de unión fría y transmite una tensión de alto nivel por los contactos. El ensayo se realiza en carretera, en pista o en banco, hasta 2 000 rpm.

4 a 36
canales en el anillo colector del Wheel Instrumentation System
2 000 rpm
velocidad máxima del Wheel Instrumentation System
10 mV/°C
salida del amplificador AMP-TC-M1 en el lado rotativo

Cadena de medida

Los cables de los termopares no pueden ir directamente del disco giratorio al registrador. Un anillo colector asegura la conexión eléctrica entre el lado rotativo y el lado fijo. El Wheel Instrumentation System lo monta en el exterior sobre la rueda original, con una placa y tuercas de rueda de collar mecanizadas para el vehículo; no se modifica nada en el vehículo. Su estator se sujeta a la carrocería mediante una barra de retención, y su cable va al sistema de adquisición de datos.

Las pistas y las escobillas no son aleaciones de termopar. Por lo tanto, una diferencia de temperatura entre las conexiones del rotor y las del estator introduce un error en esos contactos de metales diferentes. Un amplificador en el lado giratorio se encarga de la compensación de unión fría y envía una tensión de alto nivel a través de las pistas, que el gradiente no puede afectar.

Del disco de freno al registrador a través de un anillo colector de rueda Vista en corte de una rueda. Un termopar en el disco de freno, lado interior, está cableado a través de la rueda hacia un amplificador fijado en la placa de adaptación, lado exterior. La salida del amplificador atraviesa el anillo colector atornillado a la rueda. El estator, sujetado a la carrocería mediante una barra de retención, envía 10 mV por grado Celsius al sistema de adquisición de datos. Termopar Ampli 10 mV/°C Estator sujeto a la carrocería Disco Rueda Colector en la rueda Adquisición
Vista en corte. El termopar del disco está cableado a través de la rueda hacia el amplificador en la placa de adaptación; el cable del estator transporta 10 mV/°C hacia el registrador.

Instrumentación

Anillo colectorWheel Instrumentation System, 4, 6, 10, 20 o 36 canales, 500 mA por canal, 80 mm de largo
Señalesgalga extensométrica, termopar, tensión, ICP; hasta 30 medidas simultáneas
Velocidad y estanqueidad2 000 rpm; estanco, apto para barro y nieve; −40 a 100 °C
Encoderopcional, hasta 1 024 pulsos por vuelta, para la velocidad y la distancia de la rueda en el mismo conjunto
Conectoresde calidad militar, en el rotor y el estator
AmplificadorAMP-TC-M1, 1 a 3 termopares de tipo E, J, K o T, 10 mV/°C, ± 10 V, 30 × 20 × 6 mm; o MicroTC, 1 termopar de tipo K, 5 mV/°C lineal, 3,9 g
Vehículosautomóviles, vehículos utilitarios, camiones pesados, vehículos agrícolas, vehículos eléctricos, incluidos los de motor en la rueda

Procedimiento

  1. 01

    Fijar los termopares en el disco y el buje

    En los puntos que hay que supervisar. Los cables se conducen hacia el exterior de la rueda.

  2. 02

    Montar el amplificador en el lado giratorio

    El AMP-TC-M1 se pega, se encapsula o se sujeta a la pieza, entre los termopares y el anillo colector.

    Amplificador de termopar AMP-TC-M1
  3. 03

    Atornillar el conjunto a la rueda de origen del vehículo

    Placa y tuercas de rueda con collar mecanizadas para el vehículo; barra de retención del estator a la carrocería.

    Wheel Instrumentation System
  4. 04

    Registrar la temperatura con la velocidad de rueda

    El cable del estator va al sistema de adquisición de datos. El encoder opcional, de hasta 1 024 pulsos por vuelta, añade la velocidad y la distancia de la rueda.

Conjunto de rueda con telemetría

Cuando no se puede llevar ningún cable hasta la rueda, un conjunto de rueda con telemetría alimentado por batería transmite por radio las señales de las galgas extensométricas y de los termopares. Está diseñado para adaptarse a la mayoría de tamaños de rueda. La telemetría de Michigan Scientific utiliza un enlace digital de 2,4 GHz con verificación de errores, con un alcance de hasta 4 m en línea de vista.

En el banco, en el extremo del árbol, un anillo colector de la serie SR aloja el AMP-TCN-X2 en su rotor: de uno a nueve canales con compensación de unión fría por módulo, 10 mV/°C, tipo K, J o T.

Resultado

La temperatura del disco y del buje durante la frenada, registrada en la rueda de origen del vehículo, con la velocidad de rueda cuando se monta un encoder. La señal atraviesa el anillo colector como tensión de alto nivel, 10 mV/°C procedente del AMP-TC-M1.

Preguntas frecuentes

¿Se puede conectar un termopar directamente a través de un anillo colector de rueda?

Sí. El anillo colector del Wheel Instrumentation System tiene una resistencia baja y está diseñado para señales de baja tensión, como los termopares. Un gradiente de temperatura entre sus anillos añade un error en los contactos, que un amplificador del lado rotativo elimina enviando en su lugar una tensión de alto nivel.

¿Es necesario cambiar la rueda para medir la temperatura de frenado?

No. El Wheel Instrumentation System se monta en la rueda de origen mediante una placa y tuercas de rueda con casquillo usinadas para ese vehículo.

¿Se puede medir la temperatura del disco de freno sin anillo colector?

Sí. Un conjunto de rueda con telemetría alimentado por batería envía por radio las señales de los termopares desde la rueda.

¿Qué tipos de termopar aceptan los amplificadores rotativos?

El AMP-TC-M1 acepta los tipos E, J, K o T. El AMP-TCN-X2 acepta los tipos K, J o T, otros a petición. El MicroTC está diseñado solo para el tipo K.

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