La presentación incluye temas de: ¿Qué es la adquisición de datos? ¿Qué procesos involucra?

1. Adquisición de datos
Por: Willy Bujaico Pacheco

2. ¿ Qué es la adquisición de datos?
 Son los procesos utilizados con el fin de recopilar información para
documentar o analizar un fenómeno.
 Estos datos provienen de los diferentes sensores utilizados para medir
fenómenos físicos como:
 Temperatura
 Presión
 humedad

3. Proceso de adquisición
 La adquisición empieza desde la medición
de fenómenos físicos.
 Esta señal física debe ser convertida en
variación de voltaje o de intensidad.
 Luego esta señal pasará por una etapa de
acondicionamiento de señal.
 La señal analógica ya procesada debe ser
digitalizada para ser interpretada por una
PC.

4. sensores
 Son dispositivos capaces de convertir una magnitud física
(temperatura, pH, presión) en una diferencia de potencial o intensidad.
 Realizan una conversión de energías y suministran información sobre el
estado y tamaño de la magnitud medida.

5. Funcionamiento del sensor
 Los sensores informan de su entorno y es posible cuantificar dicha
información, para este fin debe existir:
 Una propiedad en algún material que cambie en función de esa magnitud,
la cual debería ser lineal de preferencia.
 Un ejemplo es el efecto Hall, se genera una tensión cuando un material es
atravesado por una corriente en presencia de un campo magnético. La
tensión generada es proporcional a la corriente y al campo, de modo que si
mantenemos la corriente constante podemos sentir y medir el campo
magnético.
 V=f(B)I=cte

6. Acondicionamiento de señal
 El objetivo es poder convertir la señal analógica de los sensores en valores
estándares que puedan ser interpretados por las tarjetas de adquisición estos
valores pueden ser:
 -10 v a 10v , 0 a 20 mA , 0 a 5v, 0 a 10 v, etc.
 Dentro del acondicionamiento de señal tenemos subprocesos:
 Transformación
 Amplificación
 Conversión por medio de optocopladores
 Filtrado
 Excitación
 Linealización

7. SUBPROCESOS
 Transformación.- por lo general las tarjetas de adquisición admiten
variaciones de tensión por lo que, si los sensores entregan variación de
intensidad, esta debe ser convertida a tensión.
 Amplificación.- Las señales entregadas por los sensores suelen ser muy
pequeños por eso, estas deben ser amplificadas para ser interpretadas.
 Conversión por medio de optocopladores.- consiste en convertir una señal
eléctrica en una señal óptica. Esto se realiza para no conectar masas
comunes entre el sensor y la tarjeta de adquisición, ya que ello, provoca
en ocasiones problemas de derivación de corrientes.

8.  Filtrado.- Con el filtrado se busca eliminar señales de alta frecuencia que
alteren el sistema y así obtener señales mas exactas.
 Excitación.- Existen sensores que necesitan de una excitación, bien
corriente o tensión, para producir la variación proporcional a la magnitud
a medir.
 Linealización.- No siempre la salida del sensor es lineal por lo que a veces
se debe de realizar cálculos para la respuesta del sensor en lineal.

9. TARJETAS DE ADQUISICIÓN
 Las tarjetas de adquisición son las encargadas de:
 Las conversiones de señales desde analógicas a digital ADC
 Comunicación con el ordenador.
 Características
 Número de canales analógicos
 Velocidad de muestreo
 Resolución
 Rango de Entrada
 Capacidad de temporización
 Forma de comunicarse con el computador

10. CARACTERÍSTICAS
 Número de canales analógicos.- Nos indica la cantidad de magnitudes
distintas que se pueden adquirir.
 Velocidad de muestreo.- Cuanto mayor sea la velocidad de muestreo
mejor representación obtendremos de la señal analógica, esta velocidad
según el teorema de Nyquist debe ser mayor al doble de la frecuencia de
la señal que deseamos muestrear.
 Resolución.- Viene dada por el número de bits del ADC que se utiliza para
representar cada muestra, a mayor número de bits la tarjeta podrá
detectar variaciones menores en la señal. El número de distintos niveles
viene dada por 2n .
 Ejemplo: si usamos un conversor de 8 bits tendrá 256 niveles distintos, suponiendo
un rango de entrada de 10 v se tendría una resolución de:
 10v/256= 39 mV , es decir que se podría detectar variaciones de 39 mV.

11.  Rango de entrada.- Indica los márgenes entre los cuales debe de estar la
señal de entrada para que la tarjeta pueda convertir la señal.
 Características que determinan la capacidad y precisión de la tarjeta:
 Mayor número de canales- Mayor capacidad
 Mayor velocidad de muestreo Mayor capacidad
 Mayor resolución Mayor Precisión
 Menor rango de entrada Mayor precisión

12.  Capacidad de temporización.- Esta capacidad permite funciones
adicionales como:
 Poder controlar los momentos en los que se debe leer una señal
 Identificar cuantas veces se ha producido un evento
 Generar formas de onda de acuerdo al reloj
 Forma de comunicarse con el computador.- Se puede realizar de dos
formas:
 Mediante entrada-salida por interrupción
 Mediante acceso directo a memoria(DMA). En aquellos casos en los que el flujo
de datos puede ser elevado.

13. COMPUTADOR DE PROCESAMIENTO
 Dentro de la industria es común encontrar procesos que requieren un
control automático e inteligente:
 El control automático será aquel que se realizará si presencia humana.
 El control inteligente será capaz de tomar decisiones en función del estado del
proceso en cada momento.
 La PC necesita de un acceso físico directo a su bus, sobre el cual se
dispondrán los sistemas de adquisición de datos, estos mecanismos lo
constituyen los slots de expansión.

14. TIPOS DE SLOTS
 Slots al bus ISA
 Slots al bus PCI
 Slots al bus AGP

15. CARACTERÍSTICAS
 Versatilidad.- La PC por ser programable y de propósito general, evita
tener que adquirir equipos específicos. Por otra parte las tarjetas al no ser
un instrumento orientado a una aplicación específica, soporta su propia
programación.
 Bajo Precio.- La tarjeta al no ser un dispositivo autónomo no tiene que ir
dotada de fuente de alimentación ni de controles externos.
 Como vemos con la incorporación de tarjetas de adquisición una PC de
propósito general puede convertirse en una auténtica unidad de control.

16. GRACIAS POR SU ATENCIÓN