tema 1 introducción equipos electrónicos de medida (1)

7/24/2019 Tema 1 Introduccin Equipos Electrnicos de Medida (1)

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En los procesos industriales intervienen mltiples variables acontrolar y/o medir:

Equipos Electrnicos de MedidaIntroduccin a la adquisicin de datos

NivelCaudalPosicin, desplazamiento, velocidad,PresinPar metros !u"micos #P$, %

La electrnica ofrece un mundo de soluciones a lamedicin y control de parmetros


Los parmetros fsicos suelen ser contnuos(analgicos) por lo que, inicialmente, los sensoreselectrnicos transforman estos parmetros eninformacin electrnica analgica (voltios, corriente, variacin de R, )


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La electrnica analgica ha sido y sigue siendo enalgunos casos una solucin a la medicin y control deparmetros (control, servomecanismos,


,

Sin em argo, en los !ltimos tiempos, la electrnicadigital, ha venido des ancando a la electrnicaanalgica en la mayora de los campos de aplicacioneselectrnicas (telefona, comunicaciones, control,)

"llo se de e al hecho de poseer una serie de venta#as frente a laelectrnica analgica $ %ransmisin y precisin &lmacenamiento y procesado


rograma ilidad 'omunicaciones *nterfa+ de usuario &ctuali+aciones

que hasta hace poco se enfrenta an a la velocidad de los sistemasanalgicos Sin em argo los recientes avances en las velocidad deproceso (-iga .+) han aca ado por imponer la tecnologadigital frente a la analgica en la mayora de los campos deaplicacin, en especial en el industrial


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"l procesado digital de parmetros fsicos ofrece m!ltiples venta#as$

%ransmisin y precisin Los sistemas analgicos tienen el inconveniente de refle#ar la


n ormac n en va ores e ens n y o corr en e as ens ones ycorrientes presentes en las lneas son suscepti les de m!ltipleserrores (cadas en lnea, induccin de ruido, esta ilidad de lastensiones, )

Los sistemas digitales se presentan mucho ms precisos en cuanto aque su informacin no va codificada en el nivel de volta#e sino en lacom inacin de unos y ceros que este representa Los cdigosdigitales ofrecen adems la posi ilidad de utili+acin de cdigosdetectores y correctores de error

&lmacenamiento La informacin analgica es muy difcil de almacenar manteniendola precisin La informacin digital se almacena fcilmente en m!ltiples


soportes (soporte magn/tico, memorias, discos,

rocesado "l procesado analgico implica una circuitera fsica con una

funcin de transferencia concreta por lo que las posi ilidades deprogramacin y o actuali+aciones resulta muy dificultosa cuandono imposi le (se requiere redise0o)

"l procesado digital permite una programacin verstil , fcilmenteprograma le, actuali+a le y modifica le


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'onsecuencias$ &ctualmente la gran mayora de los controles y procesos

industriales controlados electrnicamente tienden a serlo


, ,ordenadores industriales, )

"3isten diversas soluciones$ *nstrumentos dedicados especficos Sistemas asados en microcontroladores Sistemas asados en 's

"l sistema de adquisicin de datos (S&4)

Los sistemas digitales requieren la introduccin de datoscodificados en informacin di ital Los armetros fsicos la


informacin electrnica o tenida de /stos son, por lo general,informacin contnua La electrnica encargada de transformar yadaptar la informacin procedente del mundo fsico eninformacin digital se englo a en los llamados S*S%"5&S 4" &461*S*'*78 4" 4&%9S (S&4)

"3istirn diversas implementaciones de los S&4 (%ar#etasde adquisicin de datos, mdulos de adquisicin de datos, usesde adquisicin de datos, sensores inteligentes, )


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'onversin & 4$ "l hecho de que la informacin de parmetros fsicos,


,transformacin en informacin el/ctrica (sensores)entreguen valores analgicos (voltios, corrientes,resistencia,) y de que la informacin a procesar seadigital o liga a la transformacin de la informacinanalgica en digital ara ello se hace necesario lautili+acin de los convertidores analgico digital(&4's)

'onversin & 4$



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Sensores$

"l primer elemento necesario para la captura o medicin de undeterminado parmetro fsico es el sensor (transductor) que seencar a de transformar los valores del armetro fsico ( rados,


metros, litros,) en alg!n parmetro el/ctrico (:, *, R, ) quepueda ser procesado por un sistema electrnico

"3isten multitud de principios fsicos utili+ados por los sensorespara esta transformacin (conductividad, generacin de tensin,generacin de corriente, ) y multitud de dispositivos paratransformar variaciones de un determinado parmetro en variaciones de un determinado parmetro el/ctrico (termistores,galgas, termopares, dinamos, )

Los sensores podran clasificarse seg!n distintos

criteriosSeg!n parmetro fsico a medir (de temperatura, de


, ,Seg!n parmetro el/ctrico de salida (resistivos,capacitivos, de tensin,)Seg!n forma de entrega de la informacin el/ctrica(pasivos, activos, inteligentes)


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&condicionamiento$ .ay sensores que entregan variaciones de parmetros pasivos

(varan su resistencia, su capacidad, ) por lo que se requiere


una adaptacin para o tener tensiones o corrientes

or lo general las variaciones del parmetro el/ctrico en funcindel parmetro fsico suelen ser muy peque0as (microvoltios,

miliohmios, ) requiri/ndose una amplificacin para alcan+arniveles procesa les (voltios, ohmios,), ale#arse de los niveles deruido, transmitir la informacin entre el punto de medida y elpunto de procesado,

&condicionamiento

8o siempre la transformacin mencionada es lineal, hay sensores cuyafuncin de conversin puede ser e3ponencial, logartmica, osimplemente tener una curva no lineal Se requiere entonces la


lineali+acin de los valores con o #eto de su utili+acin en un sistemade medidas

"n el entorno de la a#a se0al entregada por muchos sensores lainformacin se mueve muy pr3ima a los niveles de ruido La simpleamplificacin no siempre es suficiente puesto que se amplificarantam i/n los ruidos Se hace necesaria la eliminacin de ruidos y

t/cnicas de proteccin "l filtrado de la se0al (limitacin de los anchosde anda al ancho de anda de nuestra se0al) as como t/cnicas deproteccin (t/cnicas diferenciales, apantallamientos, ) sern tam i/nuna parte importante a considerar


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&condicionamiento


9tros 4etermina os tipos e sensores por e# os termopares,los pie+oel/ctricos,) requieren un acondicionamientoespecficos por la particularidad de su principio defuncionamiento

&mplificacin$

La amplificacin , que se puede incluir en el m ito delacondicionamiento de se0al, responde ms ien al traslado de la a#a


los instrumentos (;:,


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"structura general de un sistema de adquisicin de datostpico$Sensor (suele estar e3cluido del S&4)


tipos de sensores) &mplificacin'onversin & 4

"structura general de un sistema de adquisicin de datos

asado en ' tpico$



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"structura general de un sistema de adquisicin de datosasado en ' tpico$


*mplementacin de los Sistemas de &dquisicin de

4atos


ar etas e a qu s c n e atos 5dulos de adquisicin de datos Auses de instrumentacin "ntradas analgicas en microcontroladores 'ircuitos integrados *nstrumentos de medida


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'omponentes de la *nstrumentacin :irtual.ard2are


rocesa orS&4

Soft2arerograma*nterfa+ de usuario

:enta#as de la *nstrumentacin :irtual

rograma ilidad


c ua +ac ones5odularidad'ompati ilidad1tili+acin de recursos y tecnologasBia ilidad

'oste


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Panel

INSTRUMENTACIN

VIRTUAL

Diagrama (programa)

*nstrumentacin virtual y '

.ard2are


5dulos de adquisicin de datos Auses de instrumentacin

Soft2are "ntornos de desarrollo (:isual ', 'CC, ) .erramientas especficas ( La :*"D, ':*, )


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Resumen y conclusiones$armetro fsico *nformacin electrnica$%emperatura, :, *, &nalgica


S&4

, ,

Resumen y conclusiones$


&NTE'()* (+ &C-:Tar.etas de ad!uisicin de datos,mdulos de ad uisicin de datos, buses de instrumentacin,

&NTE'()* E 0 0)'&-:Paneles virtuales,

P'-1')2)C&3N:C4&, 5ab4&E6,


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tema 1 introducción equipos electrónicos de medida (1)

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