La instrumentación virtual combina software flexible y hardware modular de medición para crear sistemas definidos por el usuario, representando un cambio de sistemas centrados en hardware a sistemas centrados en software. El software permite definir cómo se adquieren, procesan y presentan los datos, agregando inteligencia al instrumento virtual. La instrumentación virtual ofrece ventajas como flexibilidad, bajo costo y personalización en aplicaciones de investigación, desarrollo e industria.

1. Instrumentación Virtual
Instrumentación virtual se define como la combinación de software poderoso y personalizable con
hardware de medición modular los cuales, en conjunto, desempeñan una tarea específica
definida por el usuario. Un instrumento virtual combina tecnologías comerciales, como una PC o
estación de trabajo, con software flexible y una gran variedad de módulos de hardware de
medición y control para que los ingenieros y científicos puedan crear sistemas que cumplan con
sus necesidades. Esto representa un cambio fundamental: de sistemas tradicionales de
instrumentación centrados en hardware a sistemas ahora centrados en software que aprovechan
el poder de cómputo, la productividad y las capacidades de despliegue y conectividad de una PC.
De esta forma, es posible construir sistemas que se adaptan a las necesidad de la aplicación, sin
estar limitado por la funcionalidad definida de los instrumentos tradicionales.
El concepto de instrumentación virtual nace a partir del uso del computador personal como
“instrumento” de medición de señales tales como temperatura, presión, caudal, entre otras. Es
decir, el PC comienza a ser utilizado para realizar mediciones de fenómenos físicos
representados en señales de corriente (como 4...20mA) y/o voltaje (por ejemplo, 0-5Vdc)
normalmente con una gran precisión y número de muestras por segundo
Sin embargo, el concepto de "instrumentación virtual" va más allá de la simple medición de
corriente o voltaje. También involucra el procesamiento, análisis, almacenamiento, distribución y
despliegue de los datos e información relacionados con la medición de una o varias señales
específicas. Con éstas, mediante software que permitan la implementación de algoritmos de
control, es factible integrar y controlar complicados procesos. Es decir, el instrumento virtual no se
conforma con la adquisición de la señal, sino que también involucra la interfaz hombre-máquina,
las funciones de análisis y procesamiento de señales.
Un sistema de instrumentación virtual esta enfocado a los instrumentos encargados de medir
señales, registrar datos y decidir las acciones de control, evidentemente, se requiere de una etapa
de actuación, que conforma la interfaz entre la computadora y el sistema a controlar, por tanto
esta etapa implicará drivers de potencia o transductores de señal especiales. Además, existen

2. otras etapas auxiliares que no intervienen en el proceso de medida, como es el caso del
subsistema de alimentación.
Figura: Los instrumentos tradicionales y los instrumentos virtuales
Evolución de la tecnología:
En sus orígenes, estos equipos, compuestos de una tarjeta de adquisición de datos con
acondicionamiento de señales (PCMCIA, ISA, XT, PCI, etc.) y el software apropiado estaban
orientados a laboratorios, donde sus prestaciones eran muy requeridas por la gran precisión y
capacidad de adecuar sus capacidades y cálculos acorde al proceso que se estaba analizando.
Con el tiempo, éstas cada vez más robustas soluciones y prestaciones de PC industriales
permiten encontrar aplicaciones en la industria, en sistemas de robótica y otras tantas aplicaciones
donde la capacidad de cálculo hace que una instrumentación tradicional no sea capaz de
responder al requerimiento del proceso.
La flexibilidad, el bajo costo de mantenimiento, la reusabilidad, la personalización de cada
instrumento, la rápida incorporación de nuevas tecnologías, el bajo costo por función y por canal
son algunos de los beneficios que ofrece la instrumentación virtual.
La instrumentación virtual puede también ser implementada en equipos móviles (laptops),
equipos distribuidos en campo (RS-485), equipos a distancia (conectados vía radio, Internet, etc.)
o equipos industriales (NEMA 4X, etc.). Existe una tarjeta de adquisición de datos para casi
cualquier bus o canal de comunicación en PC (ISA, PCI, USB, serial RS-232/485, paralelo EPP,
PCMCIA, CompactPCI, PCI, etc.) y un driver para casi cualquier sistema operativo (WIN
3.1/95/NT, DOS, Unix, MAC OS,

3. Figura: La tecnología de las PCs ha mejorado drásticamente en los últimos 20
años.
Componentes de un instrumento virtual:
Existen tres componentes principales para un instrumento virtual: software,
hardware modular de E/S, y plataformas comerciales. El software es el
componente más importante: con la herramienta de software correcta, los
ingenieros y científicos pueden crear eficientemente sus propias aplicaciones al
diseñar e integrar las rutinas que un proceso en particular requiera. También
pueden crear la interfaz de usuario apropiada que mejor ilustre y permita
interactuar con la aplicación. Con el software, es posible definir cuándo se
adquieren datos, cómo son procesados, manipulados y almacenados, y cómo se
presentan al usuario final. Esto permite agregar inteligencia y capacidad de
decisión al instrumento virtual, de tal forma que se adapte cuando las señales
medidas cambien o cuando sea necesario procesarlas.

4. Figura: La instrumentación virtual combina software, hardware modular y
plataformas escalables.
Calibración de Instrumentos Virtuales:
La calibración cuantifica la incertidumbre en la medición comparando las
mediciones con una norma conocida. Esto verifica que el instrumento se halla
operando dentro de especificaciones establecidas.
Durante algún tiempo los usuarios comprendieron la necesidad de calibrar
instrumentos tradicionales. Los mismos principios se aplican a mediciones
realizadas con computadoras. Se deberían seleccionar instrumentos virtuales que
provean herramientas para realizar tanto calibraciones internas (conocidas como
auto-calibraciones), como calibraciones externas.
Las opciones de calibración externa e interna ofrecen dos beneficios diferentes:
con la calibración externa se puede asegurar que la exactitud de la medición está
sujeta a una norma conocida. Con la calibración interna, se puede ajustar el
instrumento para ser utilizado en medios ambientes diferentes a los cuales se
realizó la calibración externa.
 La calibración externa requiere el uso de fuentes de alta precisión, también
conocidas como patrones. Durante una calibración externa, las constantes
de calibración a bordo y las referencias se ajustan con respecto a las
constantes patrón externas.
 La calibración interna no se basa en patrones externos, es
un método mucho más simple. Con la calibración interna, las constantes de
calibración del instrumento se ajustan con respecto a referencias precisas
existentes en el mismo. Luego de que se calibró externamente el
instrumento y colocado en un medio ambiente donde las variables externas,
tales como temperatura, difieren de las del medio ambiente original, se
puede utilizar este tipo de calibración. Finalmente, a diferencia de la
calibración externa, se puede realizar una calibración interna en cualquier
momento utilizando funciones del software que son provistas con el
manejador de la placa del instrumento.

5. Instrumentación virtual en la industria:
Los instrumentos virtuales ofrecen ventajas importantes en cada etapa del proceso
de ingeniería de productos o procesos, desde la parte investigación hasta las
pruebas en manufactura. Por ejemplo, en las áreas de investigación y diseño, los
ingenieros necesitan tener la capacidad de diseñar rápidamente y construir
prototipos. Con un instrumento virtual, es posible desarrollar un programa que
realice mediciones para probar un prototipo y analizar los resultados, todo en una
fracción del tiempo que tomaría construir un sistema de pruebas con un
instrumento tradicional. Además, al automatizar la prueba utilizando software se
elimina la posibilidad de un error humano lo que asegura la consistencia de los
resultados al no permitir la introducción de variables desconocidas.}
La industria de la instrumentación esta sufriendo importantes cambios como
resultado de la revolución de los Computadores Personales (PC). Estos cambios
están ocurriendo tanto en el componente hardware como en el sofware. Un
elevado número de científicos e ingenieros en todo el mundo usan PC para
automatizar sus tareas de investigación, diseño y fabricación. En este sentido, las
compañías de instrumentación
(National Instruments Corporation, Hewlett Packcard, Tektronix,...) están
introduciendo en el mercado nuevas herramientas que están revolucionando los
interfaces de programación y el usuario. Ejemplos de estas
Otra área clave que se beneficia de la instrumentación virtual son las pruebas en
manufactura. Reducir los tiempos de pruebas y simplificar el desarrollo de los
procedimientos son los principales objetivos en estos ambientes. Un instrumento
virtual con hardware sincronizado que combine software para ejecutar las pruebas
individuales con un ejecutivo de pruebas ofrece ventajas como alta velocidad de
mediciones y pruebas en paralelo. Además, al tener un sistema centrado en
software, es posible aprovechar aquellas rutinas de pruebas originalmente
desarrolladas por I&D para integrarlas a las pruebas en manufactura. Finalmente,
un ejecutivo de pruebas generalmente cuenta con capacidades adicionales como
administración y ejecución de las pruebas, así como generación de reportes
basados en los resultados de las rutinas.
En aplicaciones industriales de control de procesos, es necesario contar con
instrumentación confiable y de gran desempeño que pueda realizar tareas como
administración de alarmas, registro de históricos y tendencias, seguridad,
conectividad a redes empresariales y sistemas de bases de datos. Esto se puede
lograr al diseñar un instrumento virtual que no sólo desempeñe estas labores, sino

6. que además se comunique con dispositivos de medición como PLCs, sistemas de
E/S distribuidas y tarjetas de adquisición de datos. Gracias a la flexibilidad que
ofrece la instrumentación virtual, es posible implementar todas estas diferentes
tareas y combinar todos los diferentes dispositivos para contar con un sistema de
monitoreo y control avanzado que se adapte a los requerimientos del proyecto.
Bibliografía:
 http://www.monografias.com/trabajos38/instrumentacion-virtual-industrial/
instrumentacion-virtual-industrial2.shtml#ixzz3HXYCYvUg
 http://www.uco.es/grupos/gaac/?L%EDneas_de_Trabajo:Instrumentaci%F3
n_Virtual
 http://www.electronicosonline.com/2007/01/29/Mejorando-aplicaciones-con-la-
Instrumentacion-Virtual/?imprimir=true
 http://www.emb.cl/electroindustria/articulo.mvc?xid=471