ni.com Fundamentos y tecnología de la adquisición de datos

Transcripción

1 Fundamentos y tecnología de la adquisición de datos

2 Introducción a la Adquisición de Datos Juan Manuel Rivas Technical Sales Engineer National Instruments

3 Qué es un Dispositivo de Adquisición de Datos (DAQ)?

4 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.

5 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.

6 Qué es un Dispositivo de Adquisición de Datos (DAQ)?

7 Qué es un Dispositivo de Adquisición de Datos (DAQ)?

8 Qué es un Dispositivo de Adquisición de Datos (DAQ)?

9 Componentes de un sistema DAQ

10 Componentes de un sistema DAQ

11 Sensor Convierte un fenómeno físico en una señal eléctrica medible. Transductor o Sensor Fenómeno físico Señal

12 Ejemplos de Sensores Fenómeno Transductor/Sensor Características eléctricas Temperatura Termopares, dispositivos resistentes a Voltaje de salida bajo, no lineares. la temperatura (RTDs), termistores. 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

13 Componentes de un sistema DAQ

14 Acondicionamiento de Señales Mejorar una señal difícil de medir para el dispositivo DAQ. No siempre es necesario. Acondicionamiento de la señal Señal baja con ruido Señal Filtrada y Amplificada

15 Ejemplos de Acondicionamiento de la Señal Transductores/Señales Termopar RTD (Detector de temperatura resistivo) Galga extensiométrica Acondicionamiento de la Señal Amplificación, linealización, compensación de la unión fría. Excitación por corriente, linealización. Excitación en voltaje, configuración en puente,linealización. Modo común o alto voltaje Amplificador con aislamiento. Cargas con conversión alterna o grandes picos de corriente. Ruido en frecuencias altas Relés electromecánicos o relés de estado sólido. Filtros paso bajo.

16 Clasificación de Señales Analógica Digital Estado Forma Ratio Nivel Frecuencia

17 Las tres erres de la Adquisición de Datos Resolución Rango Ratio Señal Original Resolución de 6 bits Resolución de 3 bits

18 Sensor/Signal DAQ Hardware Computer Las tres erres de la Adquisición de Datos Resolution Rango Ratio Rango Rango De De 10 2V V a a V Señal Original Resolución de 3 bits

19 Las tres erres de la Adquisición de Datos Resolución Rango Ratio Ratio/Frecuencia Señal Original de Muestreo= (10 Hz) Hz Hz

20 Diversidad de NI DAQ PCI/PXI PCI Express/ PXI Express Low-Cost Bus-Powered High- Performance OEM NI CompactDAQ USB Ethernet Wireless

21 Componentes de un sistema DAQ

22 Por qué es importante el Software? Coste total de una aplicación de adquisición= Coste Hardware + Coste Software + Costes de Desarrollo Precio Visible Coste Oculto

23 Por qué es importante el Software? 36%, Coste de Hardware y Software 64%, Coste del desarrollo Fuente: National Instruments Survey of Data Acquisition Customers and Prospects, 2005

24 Por qué son importantes los Drivers? En este aspecto, NI-DAQmx es un potente driver para controlar el Hardware de Adquisición de Datos. LabVIEW, C,.NET Aplicación Software NI-DAQmx Driver Hardware USB, PXI Express, PCI Express Bus Miles de dispositivos DAQ Hardware DAQ

25 Configuración Versus Programación Configuración Programación

26 NI-DAQmx LabVIEW API Configuración del Canal Configuración de la Temporización Configuración Trigger Inicio de la Adquisición Lectura de datos Limpiar Tarea

27 NI-DAQmx LabVIEW API

28 NI-DAQmx LabVIEW API

29 NI-DAQmx LabVIEW API

30 NI-DAQmx C API DAQmxCreateAIVoltageChan( taskhandle, Dev1/ai0,, DAQmx_Val_Cfg_Default, -10.0, 10.0, DAQmx_Val_Volts, NULL ); Configuración del Canal DAQmxCfgSampClkTiming( taskhandle,, , DAQmx_Val_Rising, DAQmx_Val_FiniteSamps, 1000 ); Configuración de la Temporización DAQmxCfgDigEdgeStartTrig( taskhandle, /Dev1/PFI0, DAQmx_Val_Rising ); DAQmxStartTask( taskhandle ); Configuración del Trigger Inicio Adquisición DAQmxReadAnalogF64( taskhandle, -1, 10.0, 0, data, 1000, &read, NULL ); printf( Acquired %d samples. %d, read ); Lectura de Datos DAQmxClearTask( taskhandle ); Limpiar Tarea

31 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.

32 Tecnología del dispositivo DAQ 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. 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. 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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