Disciplina: Instrumentação Industrial
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- Clara de Sousa Diegues
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1 Disciplina: Instrumentação Industrial ula 8: Unidades Integradas de quisição de Sinais Marco Jose da Silva 12/03/2010
2 C2
3 Slide 2 C2 5:56 Carlos maral, 9/1/2011
4 Instrumento de medição genérico Processo Sensor Condicionador de sinal quisição de sinais tuador Controlador nálise e/ou presentação Disciplina: Instrumentação Industrial Marco Jose Da Silva Slide 3
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6 Unidades integradas de aquisição de sinais Placa de aquisição de dados (DQ Board) Disciplina: Instrumentação Industrial Marco Jose Da Silva Slide 5
7 Unidades integradas de aquisição de sinais Remote Terminal Unit (RTU) Comando Lógico Programável (CLP) Disciplina: Instrumentação Industrial Marco Jose Da Silva Slide 6
8 Unidades integradas de aquisição de sinais Características do sinal Disciplina: Instrumentação Industrial Marco Jose Da Silva Slide 7
9 Diagrama básico MUX DC mostragem MUX Multiplexação dequação dos sinais DC Conversão nalógico-digital Disciplina: Instrumentação Industrial Marco Jose Da Silva Slide 8
10 mostragem MUX DC Entrada analógica Início conversão t conv Fim conversão Início conversão Fim conversão Sinal amostrado H S H Disciplina: Instrumentação Industrial Marco Jose Da Silva [email protected] Slide 9
11 Multiplexador MUX DC possibilita a aquisição de vários sinais de entrada pode estar presente ou não Exemplo CI Disciplina: Instrumentação Industrial Marco Jose Da Silva [email protected] Slide 10
12 mplificador MUX DC mplificador de Ganho Variável programmable gain amplifier (PG) adaptar nível tensão para DC diferentes canais entrada diferentes ganhos Disciplina: Instrumentação Industrial Marco Jose Da Silva Slide 11
13 Conversor /D MUX DC resolução SR 8 Pipelined Flash 100 1k 10k 100k 1M 10M 100M 1G mostras/s Disciplina: Instrumentação Industrial Marco Jose Da Silva [email protected] Slide 12
14 Conversor /D prox. Sucessivas MUX DC Successive pproximation Register (SR) Disciplina: Instrumentação Industrial Marco Jose Da Silva Slide 13
15 Conversor /D prox. Sucessivas MUX DC Flash Mais rápidos Menor resolução (8 bits) Disciplina: Instrumentação Industrial Marco Jose Da Silva Slide 14
16 Conversão /D Parâmetros importantes Faixa entrada +/- 5V, +10V... Número de bits 8, 12 e 16 Resolução: V o V 2 N Disciplina: Instrumentação Industrial Marco Jose Da Silva [email protected] Slide 15
17 Conversão /D Parâmetros importantes Freqüência de amostragem ksamples/s Critério de Nyquist f S > 2.f f S = f f S < 2.f f S > 10.f Importante!!! Se banda de freqüência do sinal de entrada não é conhecida: FPB FPB MUX DC necessária a inclusão de um filtro anti-aliasing (FPB) Disciplina: Instrumentação Industrial Marco Jose Da Silva [email protected] Slide 16
18 Conversão /D Parâmetros importantes Freqüência de amostragem lguns processos usam sub-amostragem Disciplina: Instrumentação Industrial Marco Jose Da Silva Slide 17
19 Uma DQ típica Livro: Practical Data cquisition for Instrumentation and Control Systems (John Park, Steve Mackay) Disciplina: Instrumentação Industrial Marco Jose Da Silva Slide 18
20 Outros componentes Essenciais: FIFO Interface com barramento externo Controle (sincronização, trigger) Conectores Opcionais: Saídas analógicas Entradas/Saídas Digitais Contadores Disciplina: Instrumentação Industrial Marco Jose Da Silva Slide 19
21 rquitetura vs. Tempo aquisição... MUX DC Baixo custo Tempo elevado (reprogramação de s Ganhos) Interdependência de canais MUX DC... MUX DC DC Custo maior Tempo de aquisição baixo mostragem em paralelo... DC DC Disciplina: Instrumentação Industrial Marco Jose Da Silva [email protected] Slide 20
22 Entrada simples (single-ended) Livro: Practical Data cquisition for Instrumentation and Control Systems (John Park, Steve Mackay) Disciplina: Instrumentação Industrial Marco Jose Da Silva Slide 21
23 Entrada diferencial Livro: Practical Data cquisition for Instrumentation and Control Systems (John Park, Steve Mackay) Disciplina: Instrumentação Industrial Marco Jose Da Silva Slide 22
24 Especificando uma DQ rquitetura velocidade de conversão (ksamples/s) f = 20 khz v conv = 40 ks/s Interface (USB, PCI,...) Tipo de entrada: Digital (DIO) nalógica gama de entrada (V in ) uni (0 a +10V) ou bipolar (-5 a +5V) ganho programável ( aumenta t conversão ) quantidade de entradas tipode entrada (single-ended/diferencial) Tipo de conversor /D ( aliasing? Tem filtro anti-aliasing?) Exatidão, Resolução (LSB) Disciplina: Instrumentação Industrial Marco Jose Da Silva [email protected] Slide 23
25 Programação plicação Linguagem tradicional Linguagem gráfica Drivers (fabricante) Interfaces NI MCC DT... Hardware USB GPIB VXI Serial NI: National Instruments MCC: Measurement and Computing DT: Data Translation Disciplina: Instrumentação Industrial Marco Jose Da Silva Slide 24
26 Exemplo de programação USB-1208 (MCC) Visual Basic Disciplina: Instrumentação Industrial Marco Jose Da Silva Slide 25
27 Exemplo de programação Disciplina: Instrumentação Industrial Marco Jose Da Silva Slide 26
28 Sumário Esta aula: Importância de sistema aquisição sinais (SS) Blocos básicos de um SS Fatores relevantes na especificação de um SS Conceitos básicos de programação Disciplina: Instrumentação Industrial Marco Jose Da Silva Slide 27
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