En cualquier proyecto o experimento que emprenda, los datos que se obtengan determinarán en última instancia los frutos de su trabajo. Sin datos, no podríamos comprender cómo funciona realmente un sistema.
Por ejemplo, si desea instalar una bobina calefactora que ayude al objeto a alcanzar una temperatura específica, no podrá comprender su nivel de éxito sin medir la temperatura. Una tarea tan sencilla como medir y registrar la temperatura es lo que se conoce como ADQUISICIÓN DE DATOS. Otro ejemplo es medir y registrar la diferencia de corriente a través de una resistencia.
En esencia, la adquisición de datos es un proceso que implica recopilar información para comprender el fenómeno eléctrico o físico utilizando sensores, dispositivos de medición y un ordenador. Juntos, estos componentes forman un sistema de adquisición de datos o sistema DAQ.
En esta guía, aprenderá sobre:
- ¿Qué es un sistema DAQ?
- Componentes básicos de un sistema DAQ
- ¿Cómo se mide con un dispositivo DAQ?
- Factores que afectan a la precisión de la medición
- Ventajas de utilizar dispositivos DAQ
- Aplicaciones importantes del sistema DAQ
¿Qué es un sistema DAQ?
Como ya se ha comentado, DAQ o adquisición de datos comprende un sistema de medición y un ordenador que puede medir propiedades eléctricas o físicas y registrarlas para su posterior análisis.
El concepto de DAQ se introdujo en 1963, donde giraba principalmente en torno a la supervisión o el control de una entidad física con software. IBM fue la primera empresa en anunciar un ordenador diseñado exclusivamente para tareas de adquisición de datos, denominado IBM 7700 Data Acquisition System.
El IBM 7700 fue sustituido en 1964 por el IBM 1800 Data Acquisition and Control System, más potente. Con los avances tecnológicos, las capacidades informáticas han cambiado drásticamente en la actualidad, lo que nos permite procesar y almacenar datos rápidamente de numerosas formas.
Los sistemas DAQ son un excelente ejemplo de ello. Estos dispositivos son capaces de capturar datos de un sistema real y almacenarlos en un formato fácilmente recuperable para su posterior revisión técnica o científica.
Teniendo en cuenta la intuitividad de los sistemas DAQ, estos sistemas de medición basados en ordenador son de vital importancia en una variedad de sectores verticales que requieren precisión, como la construcción, la Electrónica, la producción y la fabricación, por nombrar algunos. Los sistemas DAQ pueden ser portátiles o funcionar a distancia. Los sistemas DAQ portátiles son útiles cuando se requiere tomar lecturas de una muestra con la que se puede interactuar físicamente. Las mediciones DAQ a distancia se realizan donde la presencia humana es incompatible.
Componentes básicos de un sistema DAQ Las máquinas IBM de 1960 eran ordenadores gigantescos de casi dos metros de altura. Afortunadamente, los sistemas DAQ modernos son compactos, pero mucho más potentes que sus predecesores.
Los años de avances tecnológicos en Electrónica han hecho posible disponer de máquinas tan elegantes que no comprometen la precisión de las mediciones.
Un sistema DAQ básico consta de cuatro partes:
Sensores
Los sensores o transductores interactúan con el objeto medido, ya sea directa o indirectamente (por contacto o sin contacto). Convierten los valores físicos en señales eléctricas. El tipo de sensores utilizados en un sistema DAQ varía en función de la naturaleza de su aplicación.
Por ejemplo, la medición de la temperatura requiere un sensor de temperatura, mientras que un sensor fotovoltaico es útil para medir la luz. Su función común es convertir señales analógicas como la luz, la temperatura, la velocidad, etc. en señales digitales para el ordenador. Los sistemas DAQ emplean sensores de alta calidad que proporcionan lecturas precisas con un ruido mínimo o nulo.
Transmisión/acondicionamiento de señales
Las señales eléctricas procedentes de los sensores no pueden utilizarse directamente, ya que necesitan ser modificadas. Esta modificación es necesaria porque las señales suelen contener ruido o pueden ser tan débiles que el sistema DAQ no pueda medirlas.
Por lo tanto, se utiliza un circuito adicional para optimizar las señales, denominado acondicionador de señales. El proceso de optimización de las señales se conoce como acondicionamiento de señales.
El acondicionador de señales utiliza circuitos de filtro para separar el ruido de la señal real y utiliza un circuito de amplificación para reforzar las señales débiles. Estas son dos de las funciones comunes que realizan.
There are even more processes like calibration, linearization, and excitation that achievable with a suitable signal conditioning circuit. The selection of the signal conditioning circuit largely depends on the characteristics of the sensor.
Hardware DAQ
El hardware DAQ es la entidad de hardware conectada entre el ordenador y los sensores.
El hardware DAQ recibe las señales analógicas de los sensores y las convierte en señales digitales legibles por los ordenadores. Pero esta es solo una de las funciones del hardware DAQ.
Algunas de las características comunes de un sistema DAQ son:
ADC: Convierte señales analógicas en señales digitales
Convertidor digital-analógico: Admite la entrada y salida de señales binarias
RS232, RS485: Buses de interfaz utilizados para comunicarse con otros dispositivos.
Entrada de un solo extremo: admite la entrada desde cables de un solo extremo.
Incluso existe un hardware DAQ autónomo que puede funcionar por sí solo sin necesidad de realizar una conexión con un ordenador. Esto es posible gracias a un procesador y una unidad de cálculo integrados en el hardware DAQ. El hardware DAQ autónomo es capaz de proporcionar ayuda a los usuarios con la representación de datos en tiempo real.
Los osciloscopios y Registradores de datos autónomos son ejemplos destacados de sistemas DAQ que pueden funcionar sin ordenador.
Ordenador
El eslabón final de la cadena DAQ es un ordenador que recopila todos los datos que llegan a través del hardware DAQ para su posterior análisis. Sin embargo, conectar el hardware DAQ a un ordenador no es suficiente para dar sentido a los datos.
Se requiere un software DAQ que utilice los datos del hardware DAQ para crear resultados legibles y significativos. En otras palabras, el software DAQ actúa como capa entre el usuario y el hardware DAQ. Los ordenadores son fundamentales para realizar cálculos de orden superior con los datos recopilados por el DAQ.
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