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Adquisicin de datosU-1 FundamentosRuben Dario Rangel RangelJuan Ramon Ruiz Ramirez1.1 IntroduccinLa adquisicin de datos es el proceso de muestreo de seales que miden las condiciones fsicas del mundo real y la conversin de las muestras resultantes en valores numricos digitales que pueden ser manipulados por un ordenador. Sistemas de adquisicin de datos suelen convertir ondas analgicas en valores digitales para su procesamiento. Los componentes de los sistemas de adquisicin de datos incluyen:Sensores que convierten los parmetros fsicos en seales elctricas.Circuitos de acondicionamiento de seal para convertir las seales de los sensores en una forma que se puede convertir en valores digitales.Convertidores de analgico a digital, que convierte las seales de sensor acondicionado en valores digitales.Aplicaciones de adquisicin de datos son controlados por programas de software desarrollados utilizando diversos lenguajes de programacin de propsito general tales como BASIC, C, Fortran, Java, Lisp, Pascal.

Qu es Adquisicin de Datos?

La adquisicin de datos (DAQ) es el proceso de medir con una PC un fenmeno elctrico o fsico como voltaje, corriente, temperatura, presin o sonido. Un sistema DAQ consiste de sensores, hardware de medidas DAQ y una PC con software programable. Comparados con los sistemas de medidas tradicionales, los sistemas DAQ basados en PC aprovechan la potencia del procesamiento, la productividad, la visualizacin y las habilidades de conectividad de las PCs estndares en la industria proporcionando una solucin de medidas ms potente, flexible y rentable.Qu es un Sensor?

La medida de un fenmeno fsico, como la temperatura de una habitacin, la intensidad de una fuente de luz o la fuerza aplicada a un objeto, comienza con un sensor. Un sensor, tambin llamado un transductor, convierte un fenmeno fsico en una seal elctrica que se puede medir. Dependiendo del tipo de sensor, su salida elctrica puede ser un voltaje, corriente, resistencia u otro atributo elctrico que vara con el tiempo. Algunos sensores pueden requerir componentes adicionales y circuitos para producir correctamente una seal que puede ser leda con precisin y con toda seguridad por un dispositivo DAQ.

Qu es un Dispositivo DAQ?

El hardware DAQ acta como la interfaz entre una PC y seales del mundo exterior. Funciona principalmente como un dispositivo que digitaliza seales analgicas entrantes para que una PC pueda interpretarlas. Los tres componentes clave de un dispositivo DAQ usado para medir una seal son el circuito de acondicionamiento de seales, convertidor analgico-digital (ADC) y un bus de PC. Varios dispositivos DAQ incluyen otras funciones para automatizar sistemas de medidas y procesos. Por ejemplo, los convertidores digitales-analgicos (DACs) envan seales analgicas, las lneas de E/S digital reciben y envan seales digitales y los contadores/temporizadores cuentan y generan pulsos digitales.

Componentes Clave de Medidas para un Dispositivo DAQ

Las seales de los sensores o del mundo exterior pueden ser ruidosas o demasiado peligrosas para medirse directamente. El circuito de acondicionamiento de seales manipula una seal de tal forma que es apropiado para entrada a un ADC. Este circuito puede incluir amplificacin, atenuacin, filtrado y aislamiento. Algunos dispositivos DAQ incluyen acondicionamiento de seales integrado diseado para medir tipos especficos de sensores.Convertidor Analgico Digital (ADC)Las seales analgicas de los sensores deben ser convertidas en digitales antes de ser manipuladas por el equipo digital como una PC. Un ADC es un chip que proporciona una representacin digital de una seal analgica en un instante de tiempo. En la prctica, las seales analgicas varan continuamente con el tiempo y un ADC realiza "muestras" peridicas de la seal a una razn predefinida. Estas muestras son transferidas a una PC a travs de un bus, donde la seal original es reconstruida desde las muestras en software.Bus de la PCLos dispositivos DAQ se conectan a una PC a travs de una ranura o puerto. El bus de la PC sirve como la interfaz de comunicacin entre el dispositivo DAQ y la PC para pasar instrucciones y datos medidos. Los dispositivos DAQ se ofrecen en los buses de PC ms comunes, incluyendo USB, PCI, PCI Express y Ethernet. Recientemente, los dispositivos DAQ han llegado a estar disponibles para 802.11 Wi-Fi para comunicacin inalmbrica. Hay varios tipos de buses y cada uno de ellos ofrece diferentes ventajas para diferentes tipos de aplicaciones.Cul es la Funcin de la PC en un Sistema DAQ?

Una PC con software programable controla la operacin del dispositivo DAQ y es usada para procesar, visualizar y almacenar datos de medida. Diferentes tipos de PCs son usadas en diferentes tipos de aplicaciones. Una PC de escritorio se puede utilizar en un laboratorio por su poder de procesamiento, una laptop se puede utilizar por su portabilidad o una PC industrial se puede utilizar en una planta de produccin por su robustez.

1.2 Antecedentes histricosEn 1963, IBM produce computadoras especializadas en la adquisicin de datos. Estos incluyen el sistema IBM 7700 Adquisicin de datos y su sucesor, el IBM 1800 Adquisicin de Datos y Control. Estos sistemas especializados costosos fueron superadas en 1974 por el uso general S-100 ordenadores y datos adquisiciones tarjetas producidas por Tecmar/Scientific Solutions Inc. En 1981, IBM introdujo el IBM Personal Computer y soluciones cientficas introdujeron los primeros productos de adquisicin de datos para PC.Relacin entre la automatizacin y los sistemas de Adquisicin de datos.Adquisicin de datosLaadquisicin de datoso adquisicin de seales, consiste en la toma de muestras del mundo real (sistema analgico) para generar datos que puedan ser manipulados por un ordenador u otras electrnicas (sistema digital). Consiste, en tomar un conjunto de seales fsicas, convertirlas en tensiones elctricas ydigitalizarlasde manera que se puedan procesar en una computadora oPAC. Se requiere una etapa de acondicionamiento, que adecua la seal a niveles compatibles con el elemento que hace la transformacin a seal digital. El elemento que hace dicha transformacin es el mdulo de digitalizacin o tarjeta de Adquisicin de Datos (DAQ).Automatizacin

Laautomatizacin (automatizacin: delgriego antiguo auto, guiado por uno mismo) es el uso de sistemas o elementos computarizados y electromecnicos para controlar maquinarias o procesos industriales. Como una disciplina de la ingeniera ms amplia que un sistema de control, abarca lainstrumentacin industrial , que incluye los sensores, los transmisores de campo, lossistemas de control y supervisin, los sistemas de transmisin y recoleccin de datos y las aplicaciones de software en tiempo real para supervisar y controlar las operaciones de plantas o procesos industriales.Relacin entre la automatizacin y los sistemas de Adquisicin de datos.Los ingenieros y cientficos comnmente usan hardware y software de adquisicin de datos para automatizar la operacin del proceso y maquinaria sin interaccin humana. Las aplicaciones van desde control simple de actuador encendido/apagado hasta control avanzado de ciclo cerrado con mltiples entradas y salidas. Los siguientes casos de estudio ilustran la flexibilidad y productividad proporcionada por el hardware de adquisicin de datos (DAQ) y el software NI LabVIEW para automatizacin y control basados en PC