Serie X para Adquisición, Análisis y Registro de Datos

Ya sea que usted esté validando un nuevo diseño de hardware, monitoreando condiciones en una planta de producción o registrando cambios en temperatura en un experimento científico, necesita realizar medidas y visualizar sus datos. Hay varios instrumentos disponibles comercialmente para ayudarle a realizar las medidas que desea, pero generalmente su funcionalidad está definida por el proveedor y no se puede personalizar. Con el hardware de adquisición de datos multifunción y una PC, usted puede crear un sistema de medidas definido por el usuario a través del software de programación gráfica para adquirir sus señales y proporcionar rápidos resultados visuales que son significativos para sus medidas. Con adquisición de datos basada en PC, el software define al instrumento.

Usted puede adquirir un amplio rango de fenómenos, incluyendo una variedad de señales analógicas o digitales, con dispositivos de la Serie X de adquisición de datos (DAQ). Estos dispositivos aprovechan la modernidad de los buses PCI Express y PXI Express, permitiendo medidas y salidas de baja latencia y alto rendimiento. Los dispositivos de la Serie X incluyen el software controlador NI-DAQmx e incluyen gratis el software básico de registro de datos LabVIEW SignalExpress LE. Usted puede añadir fácilmente análisis más avanzado y una interfaz de usuario personalizada a su aplicación con el entorno de desarrollo gráfico NI LabVIEW.

El software de programación gráfica LabVIEW ofrece un entorno de desarrollo de aplicaciones fácil de usar diseñado específicamente para las necesidades de los ingenieros y científicos. Sin ninguna experiencia previa en programación, usted puede configurar su hardware, realizar medidas, analizar datos y visualizar los resultados. Una aplicación de LabVIEW se llama un instrumento virtual (VI) ya que usted puede personalizar los paneles frontales del software con knobs, botones, perillas y gráficas, mejorando los paneles de control de los instrumentos tradicionales.

La función para adquisición de datos comúnmente usada es entrada analógica y hay un sin número de sensores analógicos que miden temperatura, tensión, aceleración y mucho más. Una medida común es transductor de presión. Conforme la presión cambia el voltaje varía, normalmente entre 0 a 10 V. Con NI-DAQmx usted puede fácilmente escalar los datos en unidades de ingeniería, como Pascals o libras por pulgadas cuadradas. La Serie X proporciona bloques conectores que usted puede usar para conectar sus sensores con opciones para el BNC y terminales de tornillo disponibles.

Para rápida verificación de la señal, usted puede usar un panel de prueba en Measurement & Automation Explorer (MAX), el cual es instalado por NI-DAQmx. Con paneles de pruebas, usted puede verificar que su señal está conectada adecuadamente, visualizar sus valores en tiempo real y probar la funcionalidad de las funciones de su dispositivo DAQ. En este caso, usted puede examinar la entrada analógica y cambiar las configuraciones para confirmar rápidamente que usted está recibiendo una buena señal.

Figura 1. Con los paneles de pruebas MAX, usted puede examinar una entrada analógica.

 

Programación

 

Para análisis, visualización y registro de datos más avanzados, usted puede usar LabVIEW. Crear un instrumento virtual definido por software en LabVIEW involucra dos tareas principales:

1. Definir la funcionalidad que necesita en el diagrama de bloques
2. Crear una interfaz de usuario en el panel frontal

Usted puede crear un nuevo programa LabVIEW al iniciar LabVIEW y abrir un VI en blanco.

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Figura 2. Utilice un instrumento virtual (VI) de LabVIEW para crear un nuevo programa de LabVIEW.

En la ventana en blanco (el diagrama de bloques), usted puede abrir el DAQ Assistant, el cual es un asistente de configuración para dispositivos NI-DAQmx.

 

Figura 3. El DAQ Assistant es un asistente de configuración para los dispositivos NI-DAQmx.

 

El DAQ Assistant proporciona instrucciones paso a paso para los tipos más comunes de medidas.

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Figura 4. Esto muestra el DAQ Assistant con voltaje seleccionado.

Después que usted selecciona su tipo de medida (en este caso, voltaje) y su dispositivo NI-DAQmx, la ventana de configuración final proporciona todos los parámetros para la tarea de medida de voltaje.

 

        

 

Figura 5. Asigne todos los parámetros de configuración de la tarea de medida de voltaje con el DAQ Assistant.

Los datos de medida del DAQ Assistant pueden conectar a una salida en el panel frontal. La funcionalidad básica del instrumento virtual ahora está completa y al presionar el botón de ejecución se mostrarán los resultados de medida en la gráfica.

  
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Figura 6. El instrumento virtual básico muestra datos simulados.

Ahora usted puede añadir funcionalidad adicional como registro de datos y procesamiento de señales en el diagrama de bloques así como personalizar el panel frontal para permitir a los usuarios de esta aplicación interactuar con botones adicionales y pantallas.

Al usar la variedad de controles integrados, usted también puede añadir lógica alrededor de estas funciones para empezar registro de datos únicamente cuando un botón es presionado en el panel frontal. Usted puede personalizar fácilmente el panel frontal y crear una interfaz de usuario y saber que eso presenta mejor sus datos y le brinda máximo control.

Añadir Funciones de Análisis y Registro de Datos

Usted puede añadir funciones para incorporar procesamiento de señales y análisis en su instrumento virtual. Al usar la paleta de análisis de señal, usted puede añadir la función Spectral Measurements. Similar al DAQ Assistant, la función Spectral Measurements también abre una ventana de configuración cuando lo coloca en el diagrama de bloques. La ventana de configuración que resulta se muestra en la Figura 7.

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Figura 7. Esta ventana de configuración se abre para la función Spectral Measurements.

Usted puede graficar su señal analizada al lado de su señal original. Además, para realizar varios tipos de procesamiento, usted puede ramificar cualquier cable y hacerlo ir a diferentes VIs. LabVIEW aprovecha automáticamente su procesador de hilos múltiples cuando puede.

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Figura 8. Este es un VI integrado nuevamente con espectro de potencia de señal simulada.

Visualizar datos procesados en tiempo real puede ser útil, pero por lo general es necesario almacenar los resultados en disco para un análisis o generación de reportes en un futuro. LabVIEW ofrece varias opciones para almacenar datos, incluyendo la función Write to Measurement File mostrada en la Figura 10.

 

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Figura 9. Almacenar sus datos de medida en disco con la función Write to Measurement File.

Los datos almacenados tienen valor únicamente si se puede tener acceso a ellos y se pueden interpretar cuando sea necesario. A menudo los datos son almacenados sin propiedades descriptivas en formatos inconsistentes y dispersos en varias PCs, lo cual crea una información muerta que hace difícil ubicar un juego particular de datos y obtener resultados de él. Sin embargo, usted puede asegurar almacenamiento de datos apropiado - y cumplir con los requerimientos de su aplicación así como limitantes en costo y tiempo - al seleccionar el tipo de datos adecuado y almacenamiento mediano.

Al nivel más básico, es fácil tener acceso a los archivos como .csv y .txt a través del software más común para procesamiento de palabras y hojas de cálculo, ofreciendo rápido acceso a juegos pequeños de datos y simple visualización, lo cual LabVIEW puede manejar. Este enfoque, sin embargo, hace más difícil la recuperación de los datos y aumenta el riesgo de perder los datos.

Para las aplicaciones de adquisición de datos con medidas continuas de alta velocidad desde múltiples canales, la Escritura TDM (TDMS) proporciona el mejor rendimiento disponible. Usted puede cargar archivos TDMS en herramientas de extracción de datos como NI DIAdem o aplicaciones comunes de hojas de cálculo como Excel y OpenOffice para compartir fácilmente.

                                                                                                                                                         

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