Polimeros

INSTRUMENTACION VIRTUAL.

AUTORES

JULIO ALFONSO SOLORZANO MAGAÑA, ALEJANDRA MICHELLE LOPEZ ROMERO,

MAYRA GUADALUPE SALGADO DIAZ,LUIS CARLOS ALEMAN CASTRO.

FRANCISCO JAVIER RAMOS DURÁN.

Universidad Centroamericana José Simeón Cañas

Física III, Laboratorio 01B Mesa No.2

Correos electrónicos:

00053313@uca.edu.sv , 00018813@uca.edu.sv , 00049013@uca.edu.sv , 00095312@uca.edu.sv , 00021313@uca.edu.sv

COORDINADOR

Humberto Molina

hmolina@uca.edu.sv

INSTRUCTOR

Daniel Figueroa.

INTRODUCCION

A medida que avanza la tecnología, esta nos ofrece opciones que permiten satisfacer nuestras necesidades de interés respecto a investigaciones físicas. Un laboratorio puede ser transformado a un laboratorio electrónico virtual, apoyándose en una diversa variedad de excelentes instrumentos virtuales; los cuales al ser de simulación de circuitos no requieren gasto monetario o mantenimiento. También que ofrecen procesar la información, automatizar las medidas, visualización, entre otras ventajas que amplían el aprendizaje.

Actualmente, el acceso a la tecnología no es complicado. Fácilmente, al disponer de un ordenador portátil, se tiene la opción de hacer muchas cosas mediante software, entre ellos el generador de funciones, hasta el propio osciloscopio. La nueva era tecnológica presenta este fácil acceso a investigaciones, sin embargo todo tiene sus limitaciones, ya que aunque se pretenda sustituir lo antiguo por software, siempre hay limitaciones que solamente de manera análoga pueden evitarse. Lo que se presenta a continuación son los conceptos básicos sobre instrumentos virtuales, así como ejemplos de estos, además de las respectivas ventajas y desventajas con respecto a los instrumentos análogos.

Instrumentación virtual

Muchas veces la realización de una medición requiere la intervención de varios instrumentos, unos generan estímulos sobre el dispositivo que se pretende medir y otros recogen la respuesta a estos estímulos. Este conjunto de instrumentos que hace posible la realización de la medición recibe el nombre de sistema de instrumentación. Todo sistema de instrumentación consta de instrumentos, un sistema de interconexión de los mismos y un controlador inteligente que gestiona el funcionamiento de todo el sistema y da las órdenes para que una medición se realice correctamente.

El concepto de instrumentación virtual nace a partir del uso de la computadora personal PC, como una forma de reemplazar equipos físicos por software, permite a los usuarios interactuar con la computadora como si estuviesen utilizando un instrumento real. El usuario manipula un instrumento que no es real, se ejecuta en una computadora, tiene sus características definidas por software pero realiza las mismas funciones que un equipo real.

La idea es sustituir y ampliar elementos "hardware" por otros "software", y para ello se emplea un procesador que ejecute un programa específico. Este programa se comunica con los dispositivos para configurarlos y leer sus medidas. En muchas ocasiones el usuario final del sistema de instrumentación sólo ve la representación gráfica de los indicadores y botones de control virtuales en la pantalla del ordenador.

El concepto de instrumentación virtual implica: adquisición de señales, el procesamiento, análisis, almacenamiento, distribución y despliegue de los datos e información relacionados con la medición de una o varias señales, interface gráfica hombre-máquina, visualización, monitoreo y supervisión remota del proceso, la comunicación con otros equipos, etc.

Un sistema de instrumentación virtual esta enfocado a los instrumentos encargados de medir señales, registrar datos y decidir las acciones de control. Evidentemente, se requiere de una etapa de actuación, que conforma la interface entre la computadora y el sistema a controlar y requiere drivers de potencia o transductores de señal especiales. Además, existen otras etapas auxiliares que no intervienen en el proceso de medida, como es el caso del subsistema de alimentación.

La instrumentación virtual es un concepto introducido por la compañía National Instruments (2001). En el año de 1983, Truchard y Kodosky, de National Instruments, decidieron enfrentar el problema de crear un software que permitiera utilizar la computadora personal (PC) como un instrumento para realizar mediciones. Tres años fueron necesarios para crear la primera versión del software que permitió, de una manera gráfica y sencilla, diseñar un instrumento en la PC. De esta manera surge el concepto de instrumento virtual (IV), definido como, "un instrumento que no es real, se ejecuta en una computadora y tiene sus funciones definidas por software." (National Instruments, 2001). A este software le dieron el nombre de Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench, más comúnmente conocido por las siglas LabVIEW. A partir del concepto de instrumento virtual, se define la instrumentación virtual como un sistema de medición, análisis y control de señales físicas con un PC por medio de instrumentos virtuales. LabVIEW, el primer software empleado para diseñar instrumentos en la PC, es un software que emplea una metodología de programación gráfica, a diferencia de los lenguajes de programación tradicionales. Su código no se realiza mediante secuencias de texto, sino en forma gráfica, similar a un diagrama de flujo.

Clark, Cockrum, Ibrahim y Smith (1994), señalan que LaBVIEW es un lenguaje de programación gráfica, que se ejecuta a velocidades comparables con programas compilados en C; igualmente mencionan que un instrumento virtual es un módulo de software, realizado gráficamente para que parezca un instrumento físico; tiene un panel frontal que sirve como interface interactiva para entradas y salidas, un diagrama de bloque que determina la funcionalidad del IV. Resaltan estos autores, como característica muy importante del LabVIEW que, por ser conceptualmente simple, los estudiantes se pueden concentrar en el contenido básico del experimento, no perdiendo tiempo en actividades menos importantes, como la recolección de datos.

Un instrumento tradicional, señala House (1995), se caracteriza por realizar una o varias funciones específicas que no pueden ser modificadas. Un IV es una combinación de elementos de hardware y software usados en una PC, que cumple las mismas funciones que un instrumento tradicional. A diferencia de un instrumento convencional, un IV es altamente flexible y puede ser diseñado por el usuario de acuerdo

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