aula instrumentação

7/24/2019 Aula Instrumentao

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PROF DR MARCELO SOUZA DE CASTRO

Instrumentao

Aula 7

Prof. Marcelo Souza de Castro

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SISTEMA DE AQUISIO DEDADOS

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Parte

Analgica

Parte

Digital


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Sistemas de Aquisio de Dados


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DAQ System Conexo Analgico Digital

Importante;

Corriqueira;

Econmica.

Data Acquisition System

Quantifica e Armazena Dados; Operador de Mquina;

Placa de Aquisio;

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Sistemas Microprocessados Ex.: PXI NI National Instruments

Realizam instrues programadas;

Medir;

Armazenar;

Interpretar e controlar processos;

Analisar dados; Com ou sem interveno

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Sistemas Microprocessados Formados por:

Portas I/O

Interface com equipamentos

Medir e gerar instrues

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Bloco conector National Instruments


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Sistemas Microprocessados Programao:

Escolher qual sensor far a medio?

Quando?

Com que frequncia?

Reduzir dados

Controle e Realimentao

Tomada de Decises

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PXI National Instruments


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Antes da Placa de Aquisio Condicionamento do Sinal:

Adequamento do sinal analgico para

converso em digital:

Aumentar ou diminuir ganho

Filtrar rudos

Filtros Analgicos: Passivos: RLC

Ativos: RLC, AMPOPs

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Antes da Placa de Aquisio Circuito Secundrio (Shunt):

Converso de I em V;

Resistor de Preciso

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Antes da Placa de Aquisio Multiplexador:

Ordenar leitura de sinal de vrias entradas

diferentes;

Para posterior converso;

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Para Aquisio Conversor A/D:

Placa de aquisio recebe sinal contnuo

(analgico) de tenso ou corrente;

Computador l bits (0 ou 1) (digital)

Sinal de sensores analgico

Converter sinal analgico para digital Mas como?

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Conversor A/D

Equipamento HbridoLado Analgico

Recebe Tenso

0 a 10 V

-5V a +5V

EFSRFaixa completa de

Tenso

Lado Digital

Sada em bits (bytes)

M bits de resoluo

8 bits=256 valores

binrios

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Converso - Processo de

Quantizao

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Quantizao Resoluo (Q):

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FSR

M

EQ

EFSR Faixa

completa de Tenso

M Quantidade de

bits


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Quantizao Erros:

Quantizao (eQ):

Tenso de entrada entre dois nveis de sada

binria;

Tenso de sada o nvel mais baixo;

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Qe Q


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Quantizao Erros:

Saturao:

Tenso de entrada maior que Vmax aceito pelo

conversor = Saturar no mximo de tenso;

Tenso de entrada menor que Vmin aceito pelo

conversor = Saturar no valor mnimo;

Usar condicionamento de sinal para valor ficar

entre mximo e mnimo do conversor;

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Quantizao Erros:

Converso (elementares): Histerese;

Linearidade; Sensibilidade;

De zero;

Repetibilidade;

Etc.

Fatores: Tempo de Acomodao; Rudos no sinal;

Flutuaes de excitao;

Etc.

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Tipos de Conversores A/DAproximao sucessiva;

Rampa

Paralelos

Do conversor A/D sinal pode ser lido por

placa de aquisio e utilizado no

computador, por exemplo!!!

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Conversor D/A Equipamento digital de M bits

Somador de Tenso

Converte palavra binria em tensoanalgica

Faixa de sada: 0 a 10V ou -5V a +5V

(mais comuns) Faixa de entrada: 8, 12, 16, 18, 24, 32, 64

bits

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Conversor D/A

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Conversor D/A Sada pode ser usada para controle de

equipamentos, por exemplo!!!!

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SINAIS DIGITAIS

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Sinais Digitais Representar sinais contnuos dinmicos

em tempo discreto;

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Sinais Digitais

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Sinal Digital Taxa de amostragem:

Qual intervalo de tempo (t) entre pontos?

Frequncia de amostragem (fs):

Qual frequncia de amostragem deve serusada?

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1

sf

t


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Sinal Digital

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Sinal Digital Teorema da Amostragem ou de Nyquist:

e

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2s mf f 12 m

tf

fmmaior frequncia

contida no sinal

2

sN

ff

Frequncia de Nyquist (fN)Mxima frequncia do

sinal que pode ser reconstruda sem grande perda

de informao.


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Sinal Digital Se o teorema da amostragem no for

seguido:

Surgimento de falsas frequncias nareconstruo do sinal

Correo: Filtro passa-baixa

Frequncia de aquisio alta.

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Ex.1: Uma onda senoidal de 10Hz amostrada em 12Hz. Calcule a mxima

frequncia que pode ser representada no sinal discreto resultante. Qual sua

concluso acerca da amostragem desse sinal?


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Sinal Digital Ambiguidade de Amplitude:

Erro na recuperao da amplitude do sinal e

deslocamento de frequncia

Devido ao truncamento no perodo do sinal

fora de ciclo completo

Causa disperso em torno da f de centro.

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Sinal Digital Ambiguidade de amplitude:

Como atacar?

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1N t mT

1sff

N t N

T1 Perodo Fundamental

m nmero inteiro

Nt Tempo total de amostragem


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Sinal Digital Seleo de Taxa de Amostragem e do

Nmero de Dados (perodo):

Regra geral:

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5s mf f

grandeN t

Altas frequncia de Aquisio

Grandes Perodos


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Exemplo Prtico Laboratrio com alguns sensores e

atuadores:

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