Adquisición de datos

TEMA 3:

ADQUISICIÓN DE DATOS

3.1.- INTRODUCCIÓN
Para llevar a cabo un control eficaz sobre un determinado proceso, se hace necesario captar una serie de datos para, posteriormente, analizarlos, tratarlos, almacenarlos y llevar a cabo una presentación clara y eficaz de la evolución de dicho proceso. Generalmente, los datos o variables que se han de captar tienen un carácter analógico,mientras que su tratamiento, almacenamiento y análisis son mucho más eficaces cuando se hace digitalmente. Esto implica una serie de módulos electrónicos que permitan llevar a cabo una transformación de los datos desde el campo analógico al campo digital, sin que por ello se deban perder aspectos fundamentales para el proceso que se desea controlar. Al conjunto de los diferentes módulos electrónicosque permiten llevar a cabo la transformación anterior se le denomina Sistema de Adquisición de Datos (SAD), siendo su estructura general la mostrada en la figura 3.1.

Fig. 3.1.- Diagrama de bloques de un SAD genérico.

Algunos de los elementos que forman el diagrama de bloques del SAD, han sido estudiados con profundidad en temas anteriores, aunque no está de más ofrecer a continuación unrepaso a sus respectivas funciones. - Sensores o transductores: Son los encargados de convertir la variable física a medir (temperatura, humedad, presión, etc.) en señal eléctrica. Esta señal eléctrica suele ser de muy bajo nivel, por lo que generalmente se requiere un acondicionamiento previo, consiguiendo así niveles de tensión/corriente adecuados para el resto de los módulos del SAD.

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3.1

- Multiplexor: Este módulo o circuito se encarga de seleccionar la señal de entrada que va a ser tratada en cada momento. En el caso de que solamente deseáramos tratar con una única señal, este circuito no sería necesario. - Amplificador de instrumentación: La función de este bloque es amplificar la señal de entrada del SAD para que su margen dinámico se aproxime lo máximoposible al margen dinámico del conversor A/D (ADC) consiguiéndose de esta forma máxima resolución. En SAD con varios canales de entrada, cada canal tendrá un rango de entrada distinto, con lo que será necesario que este amplificador sea de ganancia programable. - S & H (Sample & Hold, Muestreo y Retención): Este circuito es el encargado de tomar la muestra del canal seleccionado (sample) y mantenerla(hold) durante el tiempo que dura la conversión. Este circuito será necesario siempre que la señal de entrada sufra variaciones apreciables durante el tiempo que dura la conversión. Si el ADC posee su propio circuito S & H, no será necesario añadirlo a su entrada. - ADC (Conversor A/D): Se encarga de realizar la conversión analógico/digital propiamente dicha, proporcionando un código digital desalida que representa el valor de la muestra adquirida en cada momento. Es uno de los módulos fundamentales en cualquier SAD y sus características pueden condicionar al resto de los módulos/circuitos del sistema.

3.2.- CONFIGURACIONES DE LOS SAD
Atendiendo al número de canales de entrada, los SAD pueden clasificarse en monocanales y multicanales. 3.2.1.- SAD MONOCANALES La configuración másgeneral responde al diagrama de bloques de la figura 3.2.

Fig. 3.2.- Diagrama de bloques de un SAD monocanal.

La señal procedente de la fuente de información (cuya obtención se realizará por medio de sensores apropiados con sus correspondientes acondicionadores de señal) es aplicada a la entrada del circuito amplificador de instrumentación, el cual adaptará el nivel analógico de la entrada almargen dinámico del ADC.

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3.2

Como puede observarse en la figura, el SAD monocanal sólo permite la adquisición de una señal de entrada, lo que permite optimizar su configuración para un tipo concreto de entrada analógica. 3.2.2.- SAD MULTICANAL Cuando se plantea la necesidad de realizar la conversión A/D de diversas señales (canales), los SAD pueden tener diferentes...