Equipo de adquisición de datos

El equipo de adquisición de datos forma parte del banco de ensayos y está formado por los siguientes componentes:

DATAQ DI-149

Es el equipo de adquisición de datos propiamente dicho.

Aunque tiene muchas prestaciones, nosotros lo utilizamos como un conversor Analógico/Digital.

Es capaz de interpretar la señal de un equipo analógico y transferirla al PC mediante un USB. De este modo, nos permitirá
obtener, en tiempo real, la gráfica de Empuje-Tiempo, así como la posibilidad de registrarla en el ordenandor.

Equipo de Adquisición de Datos DATAQ DI-149.

Incluye un software separado que se instala en un PC para registrar, representar y gestionar los datos.

En la sección de «documentación» podéis descargar las especificaciones del DATAQ DI-149.

Amplificador

Es el componente que permite aumentar proporcionalmente la señal que genera la Célula de Carga, para que el Equipo de Adquisición de Datos pueda interpretarla, ya que el voltaje de salida de la célula es demasiado pequeño, del orden de milivoltios.

Hemos diseñado una placa electrónica que realice dicha funcionalidad cuyo componente principal es el amplificador INA122.

En la página de documentación se encuentra el DataSheet del INA122.

Diseño del Circuito del Amplificador.

En los bloques de terminales CN1 y CN2 es donde se conectan los cables que van a los pines del conector tipo DIN Hembra de 4 Pines.

Se ha simulado el sistema de amplificación.

Simulación del Circuito del Amplificador.

En ella se aprecia que la señal de entrada al amplificador se encuentra en 15 mV, mientras que la señal de salida es de unos 4,45 V aproximadamente.

En el amplificador se puede ajustar la ganancia para evitar que el voltaje de salida sea demasiado grande y sobrepase los límites del DATAQ al cargar la célula con empujes elevados.

Los dos cables que van al DATAQ son los dos que salen del amplificador, uno lleva la señal y el otro está conectado a tierra.

Ambos se introducen en los conectores de uno de los canales de entrada analógicos del DATAQ, por ejemplo el «Ch1».

El cable USB del DATAQ se conecta al PC que debe tener instalado el software Windaq (software de DATAQ).

Componentes del Equipo de Adquisición de Datos

Calibración

La calibración del equipo es crítica para obtener una medida fiable.

Se debe calibrar en el rango de medida óptimo para el empuje esperado, de forma que el máximo de la calibración esté en un zona de la curva E vs t que consideremos más adecuada.

Hay que tener en cuenta que las medidas más precisas serán en el entorno del nivel máximo de calibración que fijemos, de forma que según nos vayamos alejando de ese punto las medidas van perdiendo precisión.

Esto es debido a que la calibración que hacemos es lineal, estableciendo los dos puntos de la recta con el valor «0» y el nivel máximo de calibración mediante un peso conocido. La realidad es que hay otros factores que hacen que la medida real no siga una recta y se va desviando según nos alejamos del punto de calibración.

Se recomienda fijar el valor máximo de calibración con el peso de referencia un 10 ó 20 % por debajo del valor medio de la gráfica teórica de la curva E vs t. La justificación de esto es que los empujes reales suelen ser menores que los teóricos debido a ineficiencias y deficiencias en la fabricación de los granos, y de esta forma cubrimos la zona deseada con mayor seguridad.

Para realizar la calibración conectamos el sistema equipo de adquisición de datos al PC y encendemos el Amplificador.

En la aplicación del DATAQ vamos a «Edit», «Engineering Units Settings», y establecemos los límites superiores e inferiores de la recta de ajuste de la gráfica.

Hacemos click en la «pipeta» del «low level», para que aparezca el valor del voltaje que hay con la célula en vacío y establecer el valor «0» g en la columna de «EU».

Colocamos el peso de referencia en la célula de carga y clickamos en la pipeta del «upper level» para que aparezca el valor del voltaje en ese momento y escribimos el valor del peso.

Settings para la calibración de la Célula de Carga.

Para cambiar la frecuencia de muestreo del DATAQ hay que hacer click en «edit», «Sample Rate» y escribir el número de medidas por segundo en el recuadro que aparece.

Ahora ya estaremos en disposición de realizar el ensayo en banco.

Únicamente hay que recordar ir a «File», «Record» y guardar el fichero donde se registrarán los datos de la prueba y escribir el tiempo de grabación deseado.

¡Advertencia! Asegurarse de que en la barra inferior aparece la palabra «RECORD»

No pasa nada si se graba menos tiempo del que se programó, ya que se puede detener la grabación.

En la página de documentación se incluye un fichero con el procedimiento de calibración de la célula de carga.

Célula de carga

La célula de carga se describe en profundidad en la página «Célula de carga«.