Fundamentos de Medida Analógica PDF
| Title | Fundamentos de Medida Analógica |
|---|---|
| Author | Fabio Pino |
| Course | Redes Industriales |
| Institution | Universidad Técnica Federico Santa María |
| Pages | 9 |
| File Size | 397.9 KB |
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Summary
Erwin Alarcon...
Description
AdquisiciónyComunicacióndedatos “Fundamentosdelamediciónanalógica”
1.
FundamentosdeMedidaAnalógica
Paramedirseñalesanalógicas,necesitasaberlafuentedeseñalatierraoflotantes.También debeconsiderarelsistemademedidasdiferencial,referenciadodeunasolaterminal(RSE)ono referenciadodeunasolaterminal(NRSE).
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Fuentes de Señal Flotantes : En una fuente flotante, la señal de voltaje no está conectada a ninguna referencia absoluta o tierra en común, como a la tierra de las instalaciones. Las fuentes de señal flotantes también se les llama fuentes de señal no referenciadas. Algunos ejemplos comunes de fuentes de señal flotantes son baterías, termopares, transformadores y amplificadoresdeaislamiento.
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Fuentes de Señal a Tierra : Una fuente a tierra es aquella en la cual las señales de voltaje están referenciadas a un sistema de tierra. Ya que las fuentes utilizan el sistema de tierra, comparten una tierra en común con el dispositivo de medidas. Los ejemplos más comunes de fuentes a tierra son dispositivos que se conectan a la tierra del edificio a través de salidas de
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pared,comogeneradoresdeseñalyfuentesdealimentación. Modo Diferencial: Un sistema de medidas diferencial no tiene ninguna de sus entradas sujetas a una referencia fija, como a tierra. Un sistema de medidas diferencial es similar a una fuente de señal flotante en el cual la medida es realizada con respecto a una tierra flotante que es diferente al sistema de medidas a tierra. Las conexiones diferenciales pueden requerir dos terminales de entrada analógica para realizar una conexión de señal, reduciendo el número de
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señalesquepuedeconectarasudispositivoDAQ Modo Referenciado de Una Sola Terminal: Un sistema de medidas RSE mide voltaje con respecto a la tierra, AIGND en la figura, el cual está directamente conectado al sistema de medidas a tierra. Esta opción generalmente permite más conexiones de señal por dispositivo (hastaeldoble)queelmododiferencial.
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Modo No Referenciado de Una Sola Terminal: En un sistema de medida NRSE, todas las medidas son realizadas con respecto a una señal de entrada analógica de un solo nodo (AISENSE), pero el potencial en este nodo puede variar con respecto al sistema de medida a tierra. Esta opción generalmente permite más conexiones de señal por dispositivo (hasta el
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doble)queelmododiferencial. Modo Seudodiferencial: Como un canal de entrada diferencial, un sistema de medida seudodiferencial expone el lado positivo y negativo del canal. Usted conecta la entrada positiva y negativa a las salidas respectivas de la unidad bajo pruebas. La entrada negativa está atada al sistema a tierra a través de una impedancia relativamente pequeña. El lado positivo y negativodelcanaldeentradaestáseparadoporunaimpedanciamásgrande.
1
La siguiente tabla proporciona un resumen independiente de la aplicación de conexiones de entrada analógica.
Tabla1.ConfiguracionesdeEntradaAnalógica
2
2.
ConectarFuentesdeSeñalFlotantes
Una fuente de señal flotante no está conectada al sistema de tierra del edificio, pero tiene un punto de referenciaatierraaislada.
3.
CuandoUsarConexionesDiferencialesconFuentesdeSeñalFlotantes
Use conexiones de entrada diferencial para cualquier canal que cumpla con alguna de las siguientes condiciones:
●
Laseñaldeentradaesdenivelbajo(menosde1V).
●
Lasterminalesqueconectanlaseñalaldispositivosonmayoresde3m(10ft).
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Laseñaldeentradarequiereunpuntodereferenciaatierraseparadooseñalderetorno.
●
Lasterminalesdeseñalviajanatravésdeentornosruidosos.
●
Doscanalesdeentradaanalógica,AI+yAI–,estándisponiblesparalaseñal.
Figura1.ConexionesDiferencialesparaFuentesFlotantes
Las conexiones de señal flotante reducen la introducción de ruido e incrementan el rechazo de ruido de modo común. Las conexiones de señal diferencial también permiten señales de entrada para navegar en loslímitesdelmodocomúndelamplificadordeinstrumentacióneneldispositivoDAQ.
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4.
CuandoUsarConexionesNRSEconFuentedeSeñalFlotante
UsesolamenteconexionesdeentradaNRSEsilaseñaldeentradacumpleconlassiguientescondiciones:
●
Laseñaldeentradaesdealtonivel(mayorque1V).
●
Lasterminalesqueconectanlaseñalaldispositivosonmenoresde3m(10ft).
Figura2.ConexionesNRSEparaFuentesdeSeñalFlotantes
Las conexiones de entrada diferencial son recomendadas para mayor integridad de señal para cualquier señal de entrada que no cumple con las condiciones mencionadas. Sin embargo, las conexiones de entrada diferencialpuedenreducirelnúmerodeseñalesquepuedeconectarasudispositivoDAQ.
Con este tipo de conexión de una sola terminal, el amplificador de instrumentación rechaza el ruido de modocomúnenlaseñalyladiferenciaatierraentrelafuentedeseñalylatierradeldispositivo.
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5.
CuandoUsarConexionesRSEconFuentesdeSeñalFlotantes
UsesolamenteconexionesdeentradaRSEsilaseñaldeentradacumpleconlassiguientescondiciones:
●
La señal de entrada puede compartir un punto de referencia común, AI GND, con otras señales
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Laseñaldeentradaesdealtonivel(mayorque1V).
●
Lasterminalesqueconectanlaseñalaldispositivosonmenoresde3m(10ft).
queusanRSE.
Figura3.ConexionesRSEparaFuentesdeSeñalFlotantes
Las conexiones de entrada diferencial son recomendadas para mayor integridad de señal para cualquier señal de entrada que no cumple con las condiciones mencionadas. Sin embargo, las conexiones de entrada diferencialpuedenreducirelnúmerodeseñalesquepuedeconectarasudispositivoDAQ.
Con este tipo de conexión de una sola terminal, el amplificador de instrumentación rechaza el ruido de modocomúnenlaseñalyladiferenciaatierraentrelafuentedeseñalylatierradeldispositivo.
5
6.
ConectarFuentesdeSeñalReferenciadasaTierra
Una fuente de señal referenciada a tierra es una fuente de señal conectada al sistema a tierra del edificio. La diferencia en el potencial a tierra entre dos instrumentos conectados al mismo sistema de potencia del edificio está generalmente entre 1 mV y 100 mV, pero la diferencia puede ser mucho mayor si los circuitos de distribución de potencia son conectados inadecuadamente. Si la fuente de señal a tierra esta medida incorrectamente, esta diferencia puede aparecer como error de medida. Siga las instrucciones de conexión paralasfuentesdeseñalatierraparaeliminarestadiferenciadepotencialatierradesdelaseñalmedida.
7.
CuandoUsarConexionesDiferencialesconFuentesdeSeñalReferenciadasaTierra
Useconexionesdeentradadiferencialparacualquiercanalquecumplaconalgunadelassiguientes condiciones:
●
Laseñaldeentradaesdenivelbajo(menosde1V).
●
Lasterminalesqueconectanlaseñalaldispositivosonmayoresde3m(10ft).
●
Laseñaldeentradarequiereunpuntodereferenciaatierraseparadooseñalderetorno.
●
Lasterminalesdeseñalviajanatravésdeentornosruidosos.
●
Doscanalesdeentradaanalógica,AI+yAI–,estándisponibles
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Figura4.ConexionesDiferencialesparaFuentesdeSeñalReferenciadasaTierra
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Las conexiones de señal flotante reducen la introducción de ruido e incrementan el rechazo de ruido de modo común. Las conexiones de señal diferencial también permiten señales de entrada para navegar en loslímitesdelmodocomúndelamplificadordeinstrumentacióneneldispositivoDAQ.
8.
CuandoUsarConexionesNRSEconFuentesdeSeñalReferenciadasaTierra
UsesolamenteconexionesdeentradaNRSEsilaseñaldeentradacumpleconlassiguientescondiciones:
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Laseñaldeentradaesdealtonivel(mayorque1V).
●
Lasterminalesqueconectanlaseñalaldispositivosonmenoresde3m(10ft).
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Laseñaldeentradapuedecompartirunpuntodereferenciacomúnconotrasseñales.
Figura5.ConexionesdeUnaSolaTerminalparaFuentesdeSeñalReferenciadasaTierra(Configuración NRSE)
Las conexiones de entrada diferencial son recomendadas para mayor integridad de señal para cualquier señal de entrada que no cumple con las condiciones mencionadas. Sin embargo, las conexiones de entradadiferencialpuedenreducirelnúmerodeseñalesquepuedeconectarasudispositivoDAQ.
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Conestetipodeconexióndeunasolaterminal,elamplificadordeinstrumentaciónrechazaelruidode modocomúnenlaseñalyladiferenciaatierraentrelafuentedeseñalylatierradeldispositivo.
9.
CuandoUsarConexionesRSEconFuentesdeSeñalReferenciadasaTierra
No utilice conexiones RSE con fuentes de señal referenciadas a tierra. En su lugar use conexiones NRSE o diferenciales.
Como se muestra en la celda inferior de la extrema derecha de la Tabla 1, puede haber una diferencia potencialentreAIGNDylatierradelsensor.EnmodoRSE,estelazoatierraprovocaerroresdemedida.
10.
ConsideracionesparaCableadoenCampo
El ruido ambiental puede afectar seriamente la precisión en las medidas del dispositivo si no tiene los cuidadosadecuadosalllevarcablesdeseñalentrefuentesdeseñalyeldispositivo.
En los modos de una sola terminal, se asocia más ruido electrostático y magnético en las conexiones de señal que en las configuraciones diferenciales. El acoplamiento es el resultado de las diferencias en la trayectoria de la señal. El acoplamiento magnético es proporcional al área entre los dos conductores de señal. El acoplamiento eléctrico es una función de cuanto difiere el campo eléctrico entre los dos conductores. Con este tipo de conexión, el amplificador de instrumentación rechaza el ruido de modo comúnenlaseñalyladiferenciaatierraentrelafuentedeseñalylatierradeldispositivo.
Las siguientes recomendaciones aplican principalmente cuando usted enruta las señales de entrada analógica del dispositivo, aunque también aplican al enrutado de la señal en general. Disminuya la introducciónderuidoeincrementalaprecisióndemedidasaltomarlassiguientesprecauciones.
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Useconexionesdeentradaanalógicadiferencialpararechazarruidodemodocomún.
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Use cables de par cruzado aislados individualmente para conectar señales AI al dispositivo. Con este tipo de cable, las señales sujetadas a los canales de entrada positiva y negativa son entrelazados juntos y después son cubiertos con una protección. Después conecte esta protección solamente a un punto de la fuente de señal a tierra. Se requiere este tipo de conexión para las señales que viajan a través de áreas con grandes campos magnéticos o alta interferenciaelectromagnética.
8...
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