Sistema de adquisición de datos dispositivos y/o procesos utilizados para adquirir información, ya sea para caracterizar o para analizar algún fenómeno.
Ejemplo de sistemas de adquisición de datos Antiguamente: el registro, sobre un papel, de las temperaturas de un horno Actualmente: el registro se realiza a través de equipamientos electrónicos y computacionales. Los computadores: en la actualidad son indispensables en nuestras vidas y tienen una gran participación en la adquisición de datos. Rol del PC: Dependiendo del nivel de conocimiento del usuario, y del hardware disponible, el computador puede jugar varios roles para lo cual se requiere de un software específico necesario, para instruir al computador de como manejar los datos. Actualmente existen en el comercio una gran cantidad de sistemas de adquisición de datos, destinados a diversos propósitos. En el desarrollo del presente curso utilizaremos en nuestro laboratorio la Interface Science Workshop con puerto SCSI y el software DataStudio de la PASCO
Interface Science Workshop con puerto SCSI y el software DataStudio de la PASCO es un sistema que permite la recopilación, análisis y presentación de datos en ambiente Windows que puede crear y realizar experimentos de Ciencias generales, Biología, Física y Química de cualquier nivel de estudios.
Interface Science Workshop con puerto SCSI y el software DataStudio de la PASCO En general dicho sistema permite: Programar o planificar la toma de datos Monitorear hasta 3 variables, pudiendo graficar, analizar, imprimir, mostrar y grabar los datos. utilizando el PC como osciloscopio. Plotear en un gráfico las variables. Realizar ajustes en las escalas de los gráficos. Manipular datos (borrar o agregar, estudios estadísticos). Utilizar el PC junto a un amplificador de potencia como generador de onda de frecuencia, forma y amplitud variable Utilizar el PC junto al amplificador de potencia como una fuente de poder continua regulable.
INTERFASE SCIENCE WORKSHOP 750 con tarjeta SCSI. (CI-6450) Permite utilizar el PC como un sistema de adquisición de datos que puede tomar hasta 250.000 lecturas/ seg Junto con el Amplificador de Potencia se obtiene un Generador de señales electricas de 1.5 Watt, Permite habilitar el sistema como un Osciloscopio en tiempo real
Caracteristicas de la Interface ScienceWorkshop 750 : Tasa de muestreo : hasta 250.000 Hz por canal analogico Conneccion rápida con tarjeta SCSI . La tarjeta SCSI de 8-bit permite la alta tasa de muestreo de hasta 250 lect./seg Generador de Señales Electricas de 1.5 W . Permite realizar experimentos requieran señales electricas con frequencia de hasta 50 KHz y 1.5 watt (300 mA) , al utilizar adicionalmente un amplificador de Potencia Posee 4 Canales Digitales y 3 analógicos
Caracteristicas de los canales analogicos de la Interface ScienceWorkshop 750 : Permite hasta 250.000 lecturas/Segundo (en cada canal) Permite disponer de un Osciloscopio de 20 KHz (hasta 40 cuadros por segundo) Los 3 canales análogos de entrada son ndependientes, hasta ±10 V
Especificaciones Técnicas de la Interface ScienceWorkshop 750 Alimentación: 12 a 20 VDC a 2 A, Coneccion al PC : Por la tarjeta SCSI, de 8-bit Coneccion Alternativa al PC: Por la puerta RS- 232 Canales Digitales: 4 canales digitales de entrada/salida Canales Analogicos de Entrada: 3 de entrada diferencial Conversion de Analogo a Digital: Para señales electricas menores que 100 Hz , mejora la precisión de los datos Salida Analogica: rango DC: -4.9976 V a +5.0000 V Requerimientos Computac.: Windows 3.1, Puerta SCSI Requerimientos de Software: requiere el software DataStudio 1.0 o ScienceWorkshop 2.3 o posterior
AMPLIFICADOR DE POTENCIA CI-6552A Junto con la InterfaceScienceWorkshop 750, permite utilizar el sistema como un Generador digital de señales electricas o como una fuente de poder controlada de corriente continua, con una corriente de salida de hasta 1 Amp
Especificaciones técnicas del AMPLIFICADOR DE POTENCIA CI-6552A Voltaje Variable de salida: Hasta ±10 V Corriente de salida: Hasta 1 Amp Rango de Frequencia: Desde Corriente continua hasta 50 kHz Resolucion: 0.01 Hz Baja Impedancia de salida: <1 Ohm
Sensor de Radiación TD 8553 Mide intensidad de radiación térmica emitida por un objeto, desde el amarillo-verde hasta el infrarrojo (0.6 a 30 µm).
Sensor de Voltaje ( CI-6503 ) puede medir Voltaje AC y voltaje DC desde -10 V a +10 V.
Sensor de Corriente (CI-6556 ): Rango de medicion de corriente + 1.5 A, con una resolucion de 5 mA (1X gain), 0.5 mA (10X gain)
Sensor de Conductividad – 1x Probe (CI-6729): Permite medir la conductividad de soluciones acuosas en (µS/cm) en 3 rangos de sensibilidad (0-200), (0-2.000) y (0-20.000) (µS/cm)
Sensor de Temperatura (CI-6505B ): Permite medir Temperatura entre -5 °C y + 105°C. Con una precision de ±1 °C
Sensor de campo Magnetico (CI-6520A) Permite medir campos magnéticos en un rango de 10 to 2.000 Gauss con una resolución de ±10 Gauss
Software Data Studio Permite adquirir y manipular datos tomados con las interfases y sensores de PASCO Permite mostrar las mediciones de maneras diferentes, Permite analizar los datos con poderosas herramientas computacionales Permite redactar informes incluyendo los datos experimentales de manera automática. Permite crear libros o apuntes electrónicos o tomar algunos de los de la librería
Gráficos con Data Studio Superposición de varias tomas de datos de diferentes sensores y/o funciones de modelado El eje de las X puede ser el tiempo o cualquier otra variable o cálculo de ellas Escala automática Zoom in y zoom out Selección gráfica de datos relevantes Ajustes y modelado Cálculos sobre datos y funciones Integración y derivación gráfico-numérica Mediciones absolutas y relativas entre puntos de cada gráfico Ajuste unificado o independiente de escalas y puntos de origen Espacios para anotaciones Estadísticas variadas Preajuste de las preferencias de graficación
Histogramas con Data Studio Múltiples canales Diversos tamaños de "contenedor"
Regresiones y modelización con Data Studio Permite gran variedad de modelos de ajuste, Por Ej.: proporcional, lineal, polinomial, logarítmico, exponencial, senoidal (Fourier), etc Optimización automática por iteración Acepta constantes o funciones definidas por el usuario Es posible probar uno o más ajustes simultáneos sobre cada conjunto de datos
Osciloscopio Digital con el Data Studio Hasta 5 trazos simultáneos Trigger Memoria Amplitud y offset independiente para cada trazo Modo XY Ajuste de ancho de trazo Cursor inteligente
Analizador de espectros de frecuencia con el DS Transformada Rápida de Fourier (TRF o FFT) en tiempo real Selección de la cantidad de puntos utilizados por el algoritmo (a más puntos mejor resolución y menor frecuencia de actualización) Cursor inteligente Exportación de datos
Generador de funciones con el Data Studio Ajuste digital de frecuencia y amplitud 1mHz a 50kHz de a 1mHz 0 a 10Vpp de a 10mV Senoidal Triangular Cuadrada Rampa ascendente y descendente Continua Rampa ascendente y descendente sin cruce por cero (solo +) Cuadrada sin cruce por cero (solo +) Encendido/apagado independiente o automático sincronizado con la toma de datos
Tablas de datos con el Data Studio Múltiples columnas Múltiples sesiones de toma de datos Posibilidad de edición de puntos Sincronización con las selecciones realizadas sobre gráficos Resúmen estadístico de cada columna: máximo, mínimo, media, desviación estándar
Indicadores Analógicos y Digitales con el Data Studio Indicadores Analógicos y Digitales Las mediciones o cálculos se pueden presentar también como indicadores tradicionales digitales o de aguja. El tamaño es ajustable, de manera que puede ocupar toda la pantalla para demostraciones frente a curso
Calculadora científica experimental con el Data Studio Calculadora científica experimental Cálculos en tiempo real sobre las variables medidas, u otros cálculos anidados Los cálculos pueden recibir nombres de variables Las variables son tratadas por el resto del programa como si se tratara de una entrada más
Libros electrónicos de trabajos prácticos con el Data Studio Pueden contener la teoría subyacente, indicaciones experimentales o informes Múltiples páginas Importación directa de textos escritos con procesadores (acepta copiar y pegar, para la mayoría de los formatos) Inclusión de diagramas y fotos Incorporan cualquier combinación de las ventanas de presentación de datos del Data Studio, en las que se limita la cantidad de controles a gusto del docente Zonas editables por los alumnos (por ejemplo para escribir los informes, incluir fotos o tablas con datos medidos) Cada libro se guarda en un archivo único, de manera que es sencillo hacer copias de seguridad, enviarlo por e-mail, etc. Amplia variedad de experimentos sugeridos en libros pre-armados
Importación y exportación de datos con el Data Studio Los datos importados o cargados manualmente son tratados en un pie de igualdad con los nativos Se pueden exportar imágenes, textos o tablas de datos ASCII separados por TAB (compatibles con Excel y otros paquetes)
Tiempo Real y Data Studio Todos las ventanas del programa se actualizan en tiempo real (mientras que se toman los datos) Por ejemplo: es posible observar simultáneamente el desarrollo temporal y el contenido espectral de un sonido tomado en vivo Aún las regresiones y ajustes funcionan en tiempo real