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Proyecto Fin de Carrera
José Manuel Soler Vizán
8. Instrumentación y sistema de adquisición de datos
Para poder obtener la información de interés del ensayo como son las potencias,
energías, rendimientos… Es necesario colocar sensores en todos los equipos.
Básicamente se instalaran medidores de tensión y de intensidad en cada salida de un
equipo. La colocación de estos sensores se realizará en la caja de conexiones del bus
de continua. De esta manera todo quedará más centralizado.
Figura 87. Esquema de la disposición de los sensores de corriente y tensión
a) Transductores de corriente en bucle cerrado
El principio de funcionamiento es el siguiente:
El flujo magnético creado por la corriente primaria es compensado por el flujo creado
en el bobinado secundario. El sensor de efecto Hall y la electrónica asociada se
encarga de generar la intensidad de compensación, que es una representación exacta
de la corriente primaria.
Esto permite:
- Amplio ancho de banda.
- Buena precisión global.
- Rápido tiempo de respuesta.
- Excelente linealidad.
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Figura 88. Esquema de funcionamiento de sensor en bucle cerrado
Tranductor LEM CAS 50-NP
Este transductor se basa en la tecnología explicada anteriormente. Posee las siguientes
características:
Características generales
Ancho de banda
Corriente nominal primaria
Gama de medición de corriente principal
Resistencia de carga
Señal de salida analógica
Tensión de alimentación
Tipo de sensor
100kHz
50A
-150A → +150A
10
2.5±1.875V
5V
Lazo cerrado
Figura 89. Imagen del sensor LEM CAS 50-NP
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b) Transductor de tensión LEM LV 25-P
Este transductor de tensión para montaje en PCB, basado en el Efecto Hall, es
adecuado para la medida electrónica de tensiones asociadas con circuitos d.c., a.c. y de
impulsos.
Proporciona aislamiento galvánico entre el circuito primario y el secundario. Para
poder medir una tensión, tiene que pasar una corriente proporcional a dicha tensión
por una resistencia externa, determinada por el usuario y conectada en serie con el
circuito primario del transductor.
Figura 90. Imagen del sensor LEM LV25-P
Características generales
Tipo de salida
Instantanea
Corriente nominal 10mA
Corriente nominal de salida analógica
25mA
Relación de espiras
2500:100
Precisión global a +25ºC
±0.6%
±15(±5%)
Tensión de alimentación
Aislamiento
2.5kV rms/50Hz/1 min.
Linealidad
<0.2%
Tiempo de respuesta
40 con una = 25Ω
Temperatura de funcionamiento
0ºC a +70ºC
Temperatura de almacenaje
De -25ºC a +85ºC
Consumo de corriente
10mA + corriente de salida
Resistencia interna del primario
250Ω
Resistencia interna del secundario
110Ω
Peso
22g
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El principio de funcionamiento de este transductor es el mismo que para el caso del
sensor de corriente. La diferencia principal es que existen dos bobinados, uno para el
primario y otro para la intensidad de compensación.
Una corriente pequeña, limitada por una resistencia en serie, es tomada de la tensión
a medir a través del bobinado principal. El flujo magnético creado por la intensidad
principal es compensado mediante el bobinado secundario. El sensor de efecto Hall se
encarga de generar la corriente de compensación que es una representación exacta de
la tensión primaria.
Figura 91. Esquema de funcionamiento de sensor de tensión
Figura 92. Principio básico de funcionamiento (izq.) y circuito equivalente (der.)
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Esta configuración en bucle cerrado permite:
- Medida de altas tensiones.
- Aislamiento de seguridad.
- Buena precisión global.
- Excelente linealidad
A continuación se muestra el diagrama de conexión para el sensor de tensión LV 25-P
Figura 93. Diagrama de conexión del sensor
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c) Sistema de adquisición de datos
La tarjeta de adquisición de datos debe tener el número suficiente de entradas/salidas
tanto analógicas como digitales para el correcto control de la bancada. A continuación
podemos ver un esquema de las señales necesarias para el caso de control de la
bancada mediante PC y Labview y control del “sistema vehículo” mediante PC104.
Figura 94. Diagrama de conexión del sensor
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Requerimientos de entradas/salidas del sistema de adquisición de datos:
a) Realizando el control de la bancada mediante PC con Labview y gestión de la
energía del “sistema vehículo” mediante PC-104.
Entradas Analógicas:
Salidas Analógicas:
E/S Digitales:
Comunicaciones:
10
3
10
RS-232
b) Realizando el control de la bancada y del “sistema vehículo” mediante PC y
Labview.
Entradas Analógicas:
Salidas Analógicas:
E/S Digitales:
Comunicaciones:
10
6
10
RS-232
Se propone comprar una tarjeta National Instruments NI USB 6229-BNC, con las
siguientes características:
Entradas Analógicas: 32.
Resolución Entradas analógicas: 16bits.
Frecuencia de adquisición entradas analógicas: 250 kS/s.
Rango de tensiones Entradas analógicas: ±10V.
Salidas analógicas: 4.
Resolución Salidas analógicas: 16bits.
Frecuencia de refresco salidas analógicas: 833 kS/s.
Rango de salida Salidas analógicas: ±10V.
Entradas/Salidas digitales: 48.
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