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Um sistema típico de condicionamento de sinal inclui o hardware de condicionamento de sinal, que funciona como uma interface entre os sinais brutos e as saídas do transdutor e o dispositivo de medição. Por sua vez, uma unidade de condicionamento de sinal fornece funções como amplificação de sinal, atenuação, isolamento elétrico, filtragem, alimentação, detecção de sobrecarga e Folha de Dados Eletrônicos do Transdutor (TEDS).
Ao decidir qual condicionador usar, você deve considerar o tipo de transdutor, bem como os benefícios do condicionador para o sistema de medição, incluindo as seguintes características e características críticas.
Número de Canais: Para testes multicanal, ter mais canais no condicionador de sinal torna o sistema mais simples (por exemplo, uma fonte de alimentação ou bateria para todos os canais condicionados).
Controle de Canal: Para unidades com configurações ajustáveis, o controle manual é a maneira mais fácil de alterar a configuração. Em sistemas automatizados ou multicanal, o controle por computador oferece grandes economias de tempo.
Para sistemas muito grandes, é desejável controlar o maior número possível de canais a partir de um único PC.
A principal tarefa do condicionador de sinal é converter o sinal captado em um sinal elétrico de nível mais alto. O sinal do sensor que é gerado pode precisar ser convertido para ser utilizável e para se adequar aos diferentes instrumentos aos quais está conectado. Qualquer sinal de processo padrão pode ser alcançado convertendo qualquer sinal de sensor.
Além de precisar cobrir a faixa de frequência da medição, o filtro analógico de um condicionador de sinal pode remover porções do sinal fora da faixa de interesse.
Por exemplo, medições de som em veículos frequentemente têm um conteúdo de baixa frequência muito forte abaixo de 20 Hz. Um filtro passa-alta de 20 Hz atenuará o sinal abaixo da faixa de áudio, o que pode melhorar o nível de ruído do sistema de medição em frequências médias a altas.
Além dos filtros ajustáveis, o condicionamento de sinal oferece controle de ganho e outros benefícios:
Ganho Mínimo e Máximo: Ao usar sistema de aquisição de dados com faixas de sinal de entrada ajustáveis, o nível de ruído do sistema de medição completo (desde transdutor até o condicionamento e aquisição de dados) pode ser melhorado adicionando ganho no condicionador.
Ajuste de Ganho Uni (Fino): A sensibilidade de um transdutor em unidades de engenharia ou volts geralmente varia significativamente entre transdutores individuais. Compensar as sensibilidades individuais usando controle de ganho fino no condicionador elimina esse erro.
Folha de Dados Eletrônicos do Transdutor (TEDS): Erros de medição significativos podem ser automaticamente evitados quando o ajuste de ganho fino do condicionador é lido do suporte TEDS embutido no transdutor.
Rack Multi-unidade: Montar um rack para instalação é uma maneira conveniente de organizar sistemas de medição baseados em laboratório onde todo o condicionamento e aquisição de dados são combinados. Para a maioria dos condicionadores de sinal, você pode solicitar um rack opcional de 19 polegadas e/ou uma estrutura multi-unidade, com a qual um ou mais condicionadores podem ser montados juntos.
Amplificação de Sinal: Aumentar o sinal (amplificação de sinal) é um processo de duas vias que é necessário para digitalização ou processamento. Existem duas maneiras pelas quais a amplificação do sinal pode ser realizada; aumentando a resolução do sinal de entrada ou aumentando a relação sinal-ruído.
Ao usar o Sistema DAQ LAN-XI, você recebe a tecnologia Dyn-X para uma faixa dinâmica incomparável.
Para transdutores acústicos, o condicionamento de sinal adiciona muitos benefícios, como:
Controle de Polarização: O princípio de funcionamento do microfone condensador é baseado em uma carga fixa. Essa carga é estabelecida, seja com uma tensão de polarização externa muito estável, tipicamente 200 V, através de um grande resistor, ou por uma camada de eletreto depositada na placa traseira do microfone, caso em que a tensão de polarização externa deve ser ajustada para 0 V.
CIC (Calibração de Injeção de Carga): CIC é uma técnica para verificação on-line da integridade de toda a cadeia de medição, por exemplo, microfone, pré-amplificador e cabeamento. Até mesmo microfones remotos do estágio de entrada/amplificador de condicionamento podem ser verificados.
A filosofia por trás do CIC é que, se temos uma condição conhecida (por exemplo, um microfone devidamente calibrado) e estabelecemos uma medição de referência, então, enquanto o valor de referência não mudar, nada mudou; por exemplo, a calibração do microfone ainda será válida.
As medições de som frequentemente especificam A-peso para refletir a acuidade do ouvido humano, que não responde igualmente a todas as frequências. Usar filtros analógicos A-peso também pode ter o mesmo benefício de melhorar o piso de ruído do sistema de medição em frequências médias a altas para medições dentro do veículo.
Para medir som com precisão, também é possível especificar B-, C- ou D-peso em vez do mais comum A-peso. Esses pesos adicionais também refletem a acuidade do ouvido humano, que não responde igualmente a todas as frequências, mas também tem uma resposta diferente em diferentes níveis de pressão sonora.
Em algumas medições, como monitoramento de saúde de máquinas de acordo com a ISO 10816, a velocidade ou deslocamento é de maior interesse do que a aceleração de um acelerômetro. Um filtro de integração simples e dupla converte facilmente um sinal de aceleração em velocidade ou deslocamento no domínio do tempo.
Converter para velocidade ou deslocamento no condicionador torna a análise posterior mais fácil.
Algumas técnicas de análise usam medições médias (RMS) ou de Pico em vez do sinal de saída "bruto" no tempo. Condicionadores com essa capacidade são frequentemente chamados de "amplificadores de medição" porque fornecem o parâmetro medido necessário sem necessidade de instrumentação adicional.
Além de serem exibidos na tela da unidade, os valores médios (RMS) ou de Pico podem ser enviados para outros dispositivos de medição como uma tensão DC. Uma saída de alarme TTL pode ser enviada do amplificador de medição quando um limite é excedido.
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