Artículo escrito por el departamento técnico de ADLER Instrumentos sobre las bases y posibilidades de adquisición de datos por diferentes tipos de equipos.
¿Por qué utilizar Sistemas de Adquisición de Datos (DAQ) Multifunción?
Los registradores de datos (DAQ) se utilizan para registrar, visualizar y almacenar medidas físicas. En la actualidad, hay disponibles muchos tipos de registradores de datos en el mercado tales como tarjetas PCI insertables a ordenador, hardware externo conectable a PC vía USB o Ethernet y registradores compactos con pantalla. Estos últimos ofrecen una solución completa y portable incluyendo el hardware de adquisición de datos, un PC interno y una pantalla para configurar el instrumento y visualizar datos y gráficas.
Los osciloscopios (DSOs) permiten también el registro de datos, pero en casos muy específicos.
Bases de la adquisición de datos
La adquisición de datos es el proceso de medir y registrar fenómenos físicos tales como Temperatura, Fuerza (incluyendo Presión y Extensiometría), caudal y mucho más. El primer paso es convertir el fenómeno físico a una señal eléctrica tal como tensión o corriente (por ejemplo, 0-10 V o 4-20 mA). Esto se consigue con un sensor, transductor o convertidor de señal, el cual amplifica, atenúa, lineariza, aísla o filtra la salida del Transductor en V (Voltios) o I (mA).
No obstante, es también habitual la monitorización y registro de señales eléctricas directas sin ningún tipo de acondicionamiento de señal previo. Esto es muy habitual en magnitudes tales como Tª (TC o Pt100), Vdc o de “Calidad Eléctrica” (PQ), esta última a partir de Tensiones e Intensidades senoidales conectadas directamente al registrador.
Para convertir la señal eléctrica analógica medida a un valor digital, los registradores utilizan convertidores analógico/digitales (ADCs). Para señales periódicas, la velocidad de muestreo y el número de bits del ADC determina la máxima frecuencia de la señal que el registrador es capaz de registrar, así como la resolución (bits) del dato registrado. Para graficar digitalmente una señal analógica, el teorema de Nyquist’s indica que la velocidad de muestreo debe ser al menos dos veces más rápida que la frecuencia de la señal registrada. Sin embargo, una perfecta reconstrucción de la forma de onda de la señal generalmente requiere velocidades de muestreo de al menos 5 o 10 veces mayor que la frecuencia de la señal registrada.
La resolución de la medida indica la cantidad de información o número de dígitos del dato. En general, más bits permiten detectar cambios más pequeños de la señal. En los ADCs actuales es habitual que tengan resoluciones de 12 o 16 bit. Un ADC de 12 bits determina que el cambio más pequeño detectable en la señal, corresponde a dividir el rango de medida utilizado entre 212. Para un rango de 0-10 V, el mínimo cambio detectado en la señal de entrada de 12 bits es 2.44 mV.
Una vez convertido el dato a formato digital, el DAQ es capaz de visualizar y almacenar los datos en su memoria, los cuales pueden ser después procesados por un microcontrolador o FPGA para aplicar en los canales operaciones matemáticas, filtros, cambio de unidades de la magnitud física medida etc.
