1. ADQUISICION
DE DATOS
ANALOGICOS Y
DIGITALES
NAHUM CASTILLO SANCHEZ

2.  La adquisición de datos o adquisición de señales,
consiste en la toma de muestras del mundo real
(sistema analógico) para generar datos que
puedan ser manipulados por un ordenador u otras
electrónicas (sistema digital). Consiste, en tomar un
conjunto de señales físicas, convertirlas en tensiones
eléctricas y digitalizarlas de manera que se puedan
procesar en una computadora o PAC.

3. A veces el sistema de adquisición es parte de
un sistema de control, y por tanto la
información recibida se procesa para obtener
una serie de señales de control. En este
diagrama podemos ver los bloques que
componen nuestro sistema de adquisición de
datos:

4. SISTEMAS ELECTRONICOS
DEDICADOS A LA
ADQUISICION DE DATOS
Los módulos básicos
• PA – preamplificadores (dependiente el tipo de
detector)
• A – amplificadores (señal integrada lenta, para un
buen detección de la energía del señal)
• TFA – amplificador filtrado en tiempo (señal rápida,
para identificar y tomar decisión)
• CFD – discriminadores de fracción constante (señal
rápida lógica (tipo SI o NO))
• LOGICA – tomar decisiones como AND / OR / VETO
entre varios señales
• TAC – mide el tiempo entre dos señales y convierte en
un amplitud análoga

5. PA – Pre amplificador
 La función del preamplificador es de extraer la señal del detector sin degradar significante la
razón señal-a-ruido. Por eso es necesario que esta situada muy cerca del detector.
Hay diferentes soluciones dependiente el tipo de detector.
• Para detectar emisión gamma γ o de neutrones
Los rayos gamma o partículas neutras no se degrádese en el aire y los detectores pueden
quedarse en aire relativamente lejos de la fuente emisora.
– Foto multiplicadores o “PM-tubes” da una señal suficiente fuerte y buena para que se
puede usar directamente como señal de tiempo y lógica. Pero para espectroscopia es
mejor integrar la carga y convertir la corriente a un pulso de voltaje.
– Los detectores resfriados como HPGe y Si(Li) lleva el FET (Field Effect
Transistor) dentro del cryostato para reducir el ruido, el resto de
preamplificador queda fuera.
• Para detectar emisión de partículas cargadas
las partículas cargadas pierde mucha energía en aire ( una alpha de 5 MeV llega mas o
menos 4 cm en aire), los experimentos se hace en vació y los detectores están dentro
una cámara de vacío.
– El preamplificador normalmente queda fuera de la cámara de vació pero en contacto
directa para evitar bucles al retorno de tierra y reducir la capacitancia en los cables.
En sistemas de mucho canales se intenta meter el PA dentro pero necesita que
decipita poco efecto, o enfriarles.

6. A - Amplificador
• El amplificador es uno de los componentes más
importantes del sistema en aplicaciones
para contar, detectar tiempo, o en pulso-amplitud
espectroscopia de energía.
Normalmente, es el amplificador que proporciona los
controles del pulso necesaria para
optimizar el desempeño de la electrónica analógica.
Para la mejor resolución en energía se elige un
amplificador lineal formador de pulso.
Para señales de tiempo se utiliza un amplificador
rápido TFA.

7. A – Amplificador. “Shapers” o
formar pulso con CR-RC
El modo mas simple para formar el pulso es un
combinación entre un filtro de alta frecuencia
(high-pass filter) con un filtro de baja frecuencia
(low-pass filter).
Primero el señal pasa por un CR “high-pass filter”,
esto mejora la razón señal-a-ruido cuitando las
frecuencias mas bajas, que lleva mucho ruido y
poco información. También corta el decaimiento del
pulso. CR differentiator
Justo antes de la salida del amplificador, el señal
pasa por on RC “low-pass filter” . Esto mejora
razón señal-a-ruido cuitando las altas frecuencias,
que contiene ruido excesivo. Esto también alarga la
subida del pulso. RC integrator .
La combinación de los dos filtros resulta en un
señal de salida Unipolar.
tiempo diferencial τD = CDRD iguala al
Tiempo integración τI = RICI es decir τD = τI= τ
un señal de salida con un crecimiento lento para
llegar al máximo altura a 1.2 τ

8. TFA – Timing Filter Amplifier
• Los amplificadores del tiempo son diseñados para
tener tiempos de subida en el rango de nano-segundos.
Lograr tiempos tan rápidos dar lugar a un
compromiso en linealidad y estabilidad con la
temperatura del ambiente.
• Pero para la aplicación estos parámetros no son
muy importantes. El pulso es normalmente negativo
para su compatibilidad con discriminadores rápidos,
que fue históricamente diseñados para trabajar
directamente con pulsos
negativas del ánodo de fotomultiplicadores.

9. CFD – Constant Fraction
Discriminator
• Diseñados para obtener la mejor resolución en tiempo a
un alta taza de conteo utilizando la señal rápida del
preamplificador. El pulso análogo que supera la nivel del
umbral del discriminador esta convertidos a un pulso
lógico fijo a la salida. Tiempo de paso < 10 ns.
• leading-edge timing: comparar el nivel de voltaje con el
umbral elegido
•CFD constant fraction discriminator
La señal de entrada es partida en dos partes. Una parte es
atenuada a una fracción de la amplitud original, y el otro
es retrasado y invertido. Las dos señales son sumadas para
formar la señal de tiempo de constante-fracción. Los dos
señales rinden un pulso bipolar que cruza a cero
correspondiente al punto original de la fracción óptima.

10. TAC Time-to-Amplitude converter
• El TAC es una unidad que convierte un período de
tiempo entre dos pulsos de la lógica en un pulso de
salida cuya altura es proporcional a esta duración.
Este pulso puede ser analizado por un MCA o ADC.
• Una medida del tiempo por el TAC es disparado por
un pulso de START y parado por una señal de STOP.
– Un método sencillo es de empezar una descarga de
un condensador en la llegada de un START y el corte
de operaciones cuando llega el STOP.
– La carga total es entonces proporcional a la
duración
en tiempo entre el START y el STOP.

11. CONCEPTO DE ACTUADOR,
TIPOS Y SUS APLICACIONES
 Un actuador es un dispositivo capaz de
transformar energía hidráulica,
neumática o eléctrica en la activación
de un proceso con la finalidad de
generar un efecto sobre un proceso
automatizado. Este recibe la orden de un
regulador o controlador y en función a
ella genera la orden para activar un
elemento final de control como, por
ejemplo, una válvula.

12. TIPOS
 Electrónicos
 Hidráulicos
 Neumáticos
 Eléctricos

13. APLICACIONES
 Los actuadores hidráulicos, neumáticos y eléctricos
son usados para manejar aparatos mecatrónicos.
Por lo general, los actuadores hidráulicos se
emplean cuando lo que se necesita es potencia, y
los neumáticos son simples posicionamientos. Sin
embargo, los hidráulicos requieren mucho equipo
para suministro de energía, así como de
mantenimiento periódico. Por otro lado, las
aplicaciones de los modelos neumáticos también
son limitadas desde el punto de vista de precisión y
mantenimiento.

14. ACTUADORES ELECTRONICOS
 Los actuadores electrónicos también son muy
utilizados en los aparatos mecatrónicos, como por
ejemplo, en los robots. Los servomotores CA sin
escobillas se utilizaran en el futuro como
actuadores de posicionamiento preciso debido a
la demanda de funcionamiento sin tantas horas de
mantenimiento.

15. ACTUADORES HIDRAULICOS
Los actuadores hidráulicos, que son los de mayor antigüedad,
pueden ser clasificados de acuerdo con la forma de operación,
funcionan en base a fluidos a presión. Existen tres grandes
grupos:
 cilindro hidráulico
 motor hidráulico
 motor hidráulico de oscilación
Cilindro hidráulico
De acuerdo con su función podemos clasificar a los cilindros
hidráulicos en 2 tipos: de Efecto simple y de acción doble. En el
primer tipo se utiliza fuerza hidráulica para empujar y una fuerza
externa, diferente, para contraer. El segundo tipo se emplea la
fuerza hidráulica para efectuar ambas acciones. El control de
dirección se lleva a cabo mediante un solenoide. En el interior
poseen un resorte que cambia su constante elástica con el paso
de la corriente. Es decir, si circula corriente por el pistón eléctrico
este puede ser extendido fácilmente.

16. Motor hidráulico
En los motores hidráulicos el movimiento rotatorio es
generado por la presión. Estos motores los podemos
clasificar en dos grandes grupos: El primero es uno de
tipo rotatorio en el que los engranajes son
accionados directamente por aceite a presión, y el
segundo, de tipo oscilante, el movimiento rotatorio es
generado por la acción oscilatoria de un pistón o
percutor; este tipo tiene mayor demanda debido a su
mayor eficiencia. A continuación se muestra la
clasificación de este tipo de motores

17. ACTUADORES NEUMATICOS
 A los mecanismos que convierten la energía del
aire comprimido en trabajo mecánico se les
denomina actuadores neumáticos. Aunque en
esencia son idénticos a los actuadores hidráulicos,
el rango de compresión es mayor en este caso,
además de que hay una pequeña diferencia en
cuanto al uso y en lo que se refiere a la estructura,
debido a que estos tienen poca viscosidad.

18. ACTUADORES ELECTRICOS
La estructura de un actuador eléctrico es simple en comparación
con la de los actuadores hidráulicos y neumáticos, ya que sólo
requieren de energía eléctrica como fuente de poder. Como se
utilizan cables eléctricos para transmitir electricidad y las señales, es
altamente versátil y prácticamente no hay restricciones respecto a
la distancia entre la fuente de poder y el actuador.
Existe una gran cantidad de modelos y es fácil utilizarlos con
motores eléctricos estandarizados según la aplicación. En la
mayoría de los casos es necesario utilizar reductores, debido a que
los motores son de operación continua.
Utilización de un pistón eléctrico para el accionamiento de una
válvula pequeña.
La forma más sencilla para el accionamiento con un pistón, seria la
instalación de una palanca solidaria a una bisagra adherida a una
superficie paralela al eje del pistón de accionamiento y a las
entradas roscadas.
Existen Alambres Musculares®, los cuales permiten realizar
movimientos silenciosos sin motores. Es la tecnología más
innovadora para robótica y automática, como así también para la
implementación de pequeños actuadores.

19. REQUISITOS Y ALTERNATIVAS DE
PROGRAMACION DE ACTUADORES