8/19/2019 Utilización de Transductores en Un Sistema de Adquisición de Datos

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Instituto Politécnico NacionalEscuela Superior de Ingeniería Mecánica y EléctricaUnidad Zacatenco

Presentan

Brena Becerril Ricardo

Gutiérrez Martínez Julio César

Grupo

7AM2

Ingeniería en Control y Automatización

Interfaces y Microcontroladores

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Utilización de transductores en

sistema de adquisición de dato

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¿Qué es un transductor?Son elementos que transforman una magnitud física en una señal eléctrica. Se pueen dos grupos: Activos y pasivos. Los transductores activos son los que hay que cfuente externa de energía eléctrica para que puedan responder a la magnitudcomo por ejemplo las fotorresistencias y termoresistencias, y son pasivos los quedan una señal eléctrica como respuesta a la magnitud física como los fotodiodos ypH.

Galga Extensométrica

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Propiedades de los transductoreRango de medida

Es la diferencia entre los máximos y los mínimos valores entre los que se necesita medir.

Sensibilidad

Es la pendiente de la curva que relaciona la salida eléctrica con la magnitud física a medir

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Propiedades de los transductoreResolución

Es la variación detectable más débil.

No-linealidad

Es la distancia mayor entre la curva de funcionamiento del sensor (en dirección ascendente) punto inicial al final de funcionamiento.

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Propiedades de los transductoreHistéresis

En ocasiones los caminos que sigue la gráfica (magnitud-señal eléctrica) no tienen eal aumento y en la disminución.

Repetitividad

Cuando la medida se realiza varias veces, la gráfica magnitud-señal eléctrica no siempre pasa

mismo lugar. La máxima diferencia será el valor absoluto de la repetitividad.

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Acondicionamiento de SeñalAmplificación Es el tipo más común de acondicionamiento. Para conseguir la maposible la señal de entrada debe ser amplificada de modo que su máximo nivel cmáxima tensión que el convertidor pueda leer.

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Acondicionamiento de Señal

Aislamiento Otra aplicación habitual en el acondicionamiento de la señal es el aislamiento eléctransductor y el ordenador, para proteger al mismo de transitorios de alta tensión que puedan d

motivo adicional para usar aislamiento es el garantizar que las lecturas del convertidor no son a

diferencias en el potencial de masa o por tensiones en modo común.

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Acondicionamiento de señalMultiplexado: El multiplexado es la conmutación de las entradas del convertidor,con un sólo convertidor podemos medir los datos de diferentes canales de entradel mismo convertidor está midiendo diferentes canales, su frecuencia máxima dserá la original dividida por el número de canales muestreados. Se aconmultiplexores se utilicen antes del conversor y después del condicionamiento delde esta manera no molestará a los aislantes que podamos tener.

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Acondicionamiento de señalFiltrado El fin del filtro es eliminar las señales no deseadas de la señal que estamos oPor ejemplo, en las señales cuasi-continuas, (como la temperatura) se usa un filtro dunos 4 Hz, que eliminará interferencias, incluidos los 50/60 Hz de la red eléctrica.

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Adquisición de datos

Excitación - La etapa de acondicionamiento de señal a veces genera excitación paratransductores, como por ejemplos las galgas "extesométricas", "termistores" o "RTDnecesitan de la misma, bien por su constitución interna, (como el termistor, que es resistencia variable con la temperatura) o bien por la configuración en que se coneccaso de las galgas, que se suelen montar en un puente de Wheatstone).

Linealización - Muchos transductores, como los termopares, presentan una respue

ante cambios lineales en los parámetros que están siendo medidos. Aunque la lineapuede realizarse mediante métodos numéricos en el sistema de adquisición de datouna buena idea el hacer esta corrección mediante circuitería externa.

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Sistema de Adquisición de dato

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Componentes de un Sistema deAdquisición de Datos (DAQ)

Acondicionamiento de Señales

Las señales de los sensores o del mundo exterior pueden ser ruidosas o demasiado peligrosdirectamente. El circuito de acondicionamiento de señales manipula una señal de tal forma que esentrada a un ADC. Este circuito puede incluir amplificación, atenuación, filtrado y aislamiento. Algunosincluyen acondicionamiento de señales integrado diseñado para medir tipos específicos de sensores.

Convertidor Analógico Digital (ADC)

Las señales analógicas de los sensores deben ser convertidas en digitales antes de ser manipuladas porcomo una PC. Un ADC es un chip que proporciona una representación digital de una señal analógica etiempo. En la práctica, las señales analógicas varían continuamente con el tiempo y un ADC realiza "muede la señal a una razón predefinida. Estas muestras son transferidas a una PC a través de un bus, dondees reconstruida desde las muestras en software.

Bus de la PC

Los dispositivos DAQ se conectan a una PC a través de una ranura o puerto. El bus de la PC sirve cocomunicación entre el dispositivo DAQ y la PC para pasar instrucciones y datos medidos. Los dispositivoen los buses de PC más comunes, incluyendo USB, PCI, PCI Express y Ethernet. Recientemente, los displlegado a estar disponibles para 802.11 Wi-Fi para comunicación inalámbrica. Hay varios tipos de busellos ofrece diferentes ventajas para diferentes tipos de aplicaciones.

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Sistemas de instrumentación

Los sistemas de adquisición de datos se utilizan para MEDIR y REGISTRAR señales obtenid

de:

a) Señales que se originan a partir de la medición directa

* Cantidades Eléctricas

+ Voltajes de CD o CA

+ Frecuencia

+ Resistencia

* Cantidades Neumáticas

* Cantidades Hidráulicas

b) Señales que se originan a partir de transductores.

* Galgas Extensométricas

* Termopares

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TransductorAcondicionador

de señal

Explorador

o

Multiplexor

Convert

de señ

Registra

digita

Convert

analógico/

Sistemaprogramador y

equipo auxiliar

Elementos de un sistema de adquisición de datos d

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Interface de transductores a sistemas de medición

y control electrónico

Amplificador de Instrumentación:

a) Tienen ganancia finita.

b) Tiene una entrada diferencial de alta impedancia.

c) Tiene un rango de voltaje alto y un rechazo en modo común también alto.

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Amplificador de Aislamiento

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Convertidor de voltaje a frecuencia

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Convertidor de Frecuencia a Voltaje