¿La tarjeta de adquisición de datos tiene función de acondicionamiento de señal?
Por supuesto que sí. El sensor emite señales analógicas a través de la tarjeta de adquisición de datos y luego emite señales analógicas. ¿No es doloroso hacerlo?
Función de amplificación - La amplificación es la función de acondicionamiento de señal más común. Por ejemplo, es necesario amplificar la señal de un termopar para aumentar la resolución y reducir el ruido. Para obtener la resolución más alta, la señal se amplifica de modo que el rango de voltaje máximo de la señal acondicionada sea igual al rango de entrada máximo del ADC. Como otro ejemplo, SCXI tiene una variedad de módulos de acondicionamiento de señales que pueden amplificar las señales de entrada. La señal de bajo voltaje se amplifica en el chasis SCXI adyacente al sensor y la señal de alto voltaje amplificada luego se transmite a la PC, minimizando así el impacto del ruido en las lecturas.
Función de aislamiento: otra aplicación común de acondicionamiento de señal es aislar la señal del sensor de la computadora por motivos de seguridad. El sistema que se está monitoreando puede generar altos voltajes transitorios que pueden causar daños a la computadora si no se utiliza el acondicionamiento de la señal. Otra razón para utilizar el aislamiento es garantizar que las lecturas de los dispositivos de adquisición de datos enchufables no se vean afectadas por diferencias de potencial de tierra o voltajes de modo. Cuando la entrada del equipo de adquisición de datos y la señal recopilada utilizan diferentes "cables de tierra" de referencia, y una vez que existe una diferencia de potencial entre los dos cables de tierra de referencia, causará problemas. Esta diferencia de potencial puede crear los llamados bucles de tierra, que pueden causar lecturas inexactas de la señal adquirida, o pueden causar daños al sistema de medición si la diferencia de potencial es demasiado grande. El uso de acondicionamiento de señales aislado elimina los bucles de tierra y garantiza que las señales se puedan adquirir con precisión. Por ejemplo, los módulos SCXI-1120 y SCXI-1121 pueden proporcionar hasta 250 Vrms de aislamiento de voltaje máximo, y el SCXI-1122 puede proporcionar hasta 450 Vrms de aislamiento de voltaje.
Capacidad de multiplexación: la multiplexación es una técnica común para medir múltiples señales utilizando un solo dispositivo de medición. El hardware de acondicionamiento de señales para señales analógicas a menudo utiliza multiplexación para señales que cambian lentamente, como la temperatura. Después de que el ADC adquiere un canal, cambia a otro canal y lo adquiere, luego cambia al siguiente canal, y así sucesivamente. Dado que el mismo ADC puede muestrear varios canales en lugar de solo uno, la frecuencia de muestreo efectiva de cada canal es inversamente proporcional al número de canales muestreados. Por ejemplo, el canal de muestreo PCI-MIO-16E-1 de 1 MS/s es 10, entonces la tasa de adquisición efectiva de cada canal es aproximadamente:
Dado que el módulo SCXI analógico de la señal analógica utiliza tecnología de multiplexación, un dispositivo de adquisición de datos puede medir hasta 3.072 señales.
Con el multiplexor analógico AMUX-64T podrás medir 256 señales con un solo dispositivo. Todos los dispositivos de adquisición de datos con multiplexores incorporados también tienen esta característica.
Función de filtro: la función del filtro es filtrar señales no deseadas de la señal que está midiendo. Los filtros de ruido se utilizan para señales de CC, como la temperatura, para atenuar las señales de alta frecuencia que reducen la precisión de las mediciones. Por ejemplo, muchos módulos SCXI utilizan filtros de paso bajo de 4 Hz y 10 kHz para filtrar el ruido antes de digitalizar la señal mediante un dispositivo de adquisición de datos.
Las señales de CA, como las vibraciones, suelen requerir otro tipo de filtro llamado anti-aliasing. Al igual que el filtro de ruido, el filtro antimezcla es un filtro de paso bajo; sin embargo, requiere una tasa de corte muy pronunciada para filtrar todas las frecuencias de la señal que están por encima de la banda de entrada del dispositivo; Si estas frecuencias no se filtran, aparecerán incorrectamente como señales dentro del ancho de banda de entrada del dispositivo. Los dispositivos diseñados para medir señales de CA: los dispositivos de adquisición de señal dinámica (DSA) NI 455x, NI 445x y NI 447x, el dispositivo de E/S multifunción de muestreo simultáneo NI6115 y el módulo SCXI-1141 tienen filtros anti-aliasing incorporados.
Función de excitación: también puede proporcionar una fuente de excitación para el acondicionamiento de la señal de algunos sensores. Por ejemplo, las galgas extensométricas, los termistores y los RTD requieren señales de excitación de corriente o voltaje externo. Los módulos de acondicionamiento de señales para estos sensores se utilizan a menudo para proporcionar la señal de excitación. Las mediciones RTD a menudo utilizan una fuente de corriente para convertir el cambio de resistencia en un voltaje medible. Las galgas extensométricas son dispositivos resistivos de muy baja resistencia comúnmente utilizados en puentes de Wheatstone con fuentes de excitación de voltaje. Los SCXI-1121 y SCXI-1122 tienen fuentes de excitación integradas que se pueden configurar para excitación de corriente o voltaje, lo que les permite usarse con manómetros, termistores o RTD.
Función de linealización: otra función de acondicionamiento de señal común es la función de linealización. Muchos sensores, como los termopares, responden de forma no lineal a la cantidad física que se mide. Los paquetes de software de aplicaciones NI-DAQ, LabVIEW, Measurement Studio y VirtualBench de NI incluyen capacidades de linealización para termopares, manómetros y RTD.
Debe comprender las características de su señal, la configuración utilizada para medir la señal y los efectos del entorno que rodea su sistema. Con base en esta información, puede determinar si su sistema DAQ requiere acondicionamiento de señal.