fundamentos tecnologia adquisicion datos
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Fundamentos y tecnología de la adquisición de datos
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Introducción a la Adquisición de Datos
Juan Manuel Rivas Technical Sales Engineer
National Instruments
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¿Qué es un Dispositivo de Adquisición de Datos (DAQ)?
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¿Por qué tomar medidas? • Los Ingenieros necesitan determinar el comportamiento de los
sistemas para optimizar su rendimiento.
• Las señales de los sensores indican cómo está comportándose un sistema.
• Los Ingenieros pueden usar esta información para modificar su rendimiento.
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¿Por qué tomar medidas? • La adquisición en vehículos es una compleja
tarea que proporciona valiosa información del rendimiento en carretera.
• Distintos datos han de ser recopilados desde
multitud de fuentes—Más de 100 canales incluyendo transductores y buses como el CAN pueden estar involucrados.
• Mezcla de Señales: vibraciones, RPM, fuerza, temperatura, par, carga, presión, velocidad, CAN etc.
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¿Qué es un Dispositivo de Adquisición de Datos (DAQ)?
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¿Qué es un Dispositivo de Adquisición de Datos (DAQ)?
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¿Qué es un Dispositivo de Adquisición de Datos (DAQ)?
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Componentes de un sistema DAQ
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Componentes de un sistema DAQ Sensor/Señal DAQ Hardware Ordenador
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Sensor Sensor/Señal DAQ Hardware Ordenador
Convierte un fenómeno físico en una señal eléctrica medible.
Transductor o Sensor
Señal Fenómeno físico
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Ejemplos de Sensores Fenómeno Transductor/Sensor Características eléctricas Temperatura Termopares, dispositivos resistentes a
la temperatura (RTDs), termistores. Voltaje de salida bajo, no lineares. Baja resistencia, no lineares.
Luz Tubos de vacío, foto sensores. Salida en bucle de corriente si son de corriente (típicamente 4 a 20 mA).
Sonido Micrófonos. Salida en carga, acondicionamiento IEPE.
Fuerza y Presión Galgas extensiométricas, sensores piezoeléctricos.
Baja Resistencia, baja sensibilidad, no lineales.
Posición y Desplazamiento
Potenciómetros, sensores de desplazamiento (LVDT), encoder óptico.
LVDTs: Inductivos, requieren demodulación.
Vibración Acelerómetros. Salida en carga, acondicionamiento IEPE.
pH Electrodos de pH
Sensor/Señal DAQ Hardware Ordenador
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Componentes de un sistema DAQ Sensor/Señal DAQ Hardware Ordenador
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Acondicionamiento de Señales • Mejorar una señal difícil de medir para el dispositivo DAQ. • No siempre es necesario.
Señal baja con ruido Señal Filtrada y Amplificada
Acondicionamiento de la señal
Sensor/Señal DAQ Hardware Ordenador
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Transductores/Señales Acondicionamiento de la Señal Termopar Amplificación, linealización,
compensación de la unión fría. RTD (Detector de temperatura resistivo)
Excitación por corriente, linealización.
Galga extensiométrica Excitación en voltaje, configuración en puente,linealización.
Modo común o alto voltaje Amplificador con aislamiento .
Cargas con conversión alterna o grandes picos de corriente.
Relés electromecánicos o relés de estado sólido.
Ruido en frecuencias altas Filtros paso bajo.
Ejemplos de Acondicionamiento de la Señal Sensor/Señal DAQ Hardware Ordenador
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Estado Forma
Nivel
Ratio
Frecuencia
Sensor/Señal DAQ Hardware Ordenador
Analógica Digital
Clasificación de Señales
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Las tres erres de la Adquisición de Datos Sensor/Señal DAQ Hardware Ordenador
Resolución Rango Ratio
Resolución de 3 bits
Señal Original
Resolución de 6 bits
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Las tres erres de la Adquisición de Datos Sensor/Signal DAQ Hardware Computer
Resolution Rango Ratio
Resolución de 3 bits
Señal Original Rango
De 2V a -2 V
Rango De
10 V a -10 V
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Las tres erres de la Adquisición de Datos Sensor/Señal DAQ Hardware Ordenador
Resolución Rango Ratio
Señal Original (10 Hz) Ratio/Frecuencia de Muestreo= 11 Hz Ratio/Frecuencia de Muestreo= 25 Hz Ratio/Frecuencia de Muestreo= 100 Hz
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Diversidad de NI DAQ Sensor/Señal DAQ Hardware Ordenador
Low-Cost Bus-Powered High-Performance
NI CompactDAQ OEM
PCI/PXI PCI Express/ PXI Express
Ethernet Wireless USB
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Componentes de un sistema DAQ Sensor/Señal DAQ Hardware Ordenador
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¿Por qué es importante el Software? Sensor/Señal DAQ Hardware Ordenador
Coste total de una aplicación de adquisición=
Coste Hardware + Coste Software + Costes de Desarrollo
Coste Oculto Precio Visible
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¿Por qué es importante el Software? Sensor/Señal DAQ Hardware Ordenador
Fuente: National Instruments Survey of Data Acquisition Customers and Prospects, 2005
36%, Coste de Hardware y Software 64%, Coste del
desarrollo
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¿Por qué son importantes los Drivers? En este aspecto, NI-DAQmx es un potente driver para
controlar el Hardware de Adquisición de Datos.
Miles de dispositivos DAQ Hardware DAQ
USB, PXI Express, PCI Express Bus
NI-DAQmx Driver Hardware
LabVIEW, C, .NET Aplicación Software
Sensor/Señal DAQ Hardware Ordenador
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Configuración Versus Programación Sensor/Señal DAQ Hardware Ordenador
Configuración Programación
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Configuración del Canal
Configuración de la
Temporización
Configuración Trigger
Inicio de la Adquisición
Lectura de datos
Limpiar Tarea
NI-DAQmx LabVIEW API Sensor/Señal DAQ Hardware Ordenador
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Sensor/Señal DAQ Hardware Ordenador
NI-DAQmx LabVIEW API
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Sensor/Señal DAQ Hardware Ordenador
NI-DAQmx LabVIEW API
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Sensor/Señal DAQ Hardware Ordenador
NI-DAQmx LabVIEW API
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DAQmxCreateAIVoltageChan( taskHandle, “Dev1/ai0”, “”, DAQmx_Val_Cfg_Default, -10.0, 10.0, DAQmx_Val_Volts, NULL ); DAQmxCfgSampClkTiming( taskHandle, “”, 10000.0, DAQmx_Val_Rising, DAQmx_Val_FiniteSamps, 1000 ); DAQmxCfgDigEdgeStartTrig( taskHandle, “/Dev1/PFI0”, DAQmx_Val_Rising ); DAQmxStartTask( taskHandle ); DAQmxReadAnalogF64( taskHandle, -1, 10.0, 0, data, 1000, &read, NULL ); printf( “Acquired %d samples. %d”, read ); DAQmxClearTask( taskHandle );
Lectura de Datos
Limpiar Tarea
Configuración del Canal
Configuración de la Temporización
Inicio Adquisición
Configuración del Trigger
Sensor/Señal DAQ Hardware Ordenador
NI-DAQmx C API
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Elección del mejor Sistema de Adquisición para tu aplicación: Tu sistema DAQ necesita lo siguiente: • Acondicionamiento de señal apropiado. • Resolución apropiada. • Frecuencia de muestreo adecuada. • Modo apropiado de temporización y trigger. • Bus correcto. • La mejor técnica de calibración interna. • El paquete más completo software de análisis/informes.
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Tecnología del dispositivo DAQ
Transmisión de la señal Aprovecha la misma NI-DAQmx API para comunicarte a través de PCI, PCI Express, PXI, PXI Express, USB, Ethernet y WiFi.
Tecnología de Temporización y Sincronización El controlador de tiempos del sistema ofrece una alta velocidad de
E/S digital, triggering y sincronización entre varios módulos y chasis.
Aislamiento • Niveles de aislamiento eléctrico variables para mejorar la
precisión de la medida y el rendimiento del dispositivo. • Aislamiento por canal, por grupo de canales o para el sistema
completo.
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