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Escola Politécnica Universidade de São Paulo. PSI -2222 – Práticas de Eletricidade e Eletrônica 2 Agosto / 2008. Instrumentação Virtual. João Kogler ……….. PSI / EPUSP. Agenda. O que é a Instrumentação Virtual Como surgiu a Instrumentação Virtual

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Presentation Transcript

  1. Escola Politécnica Universidade de São Paulo PSI -2222 – Práticas de Eletricidade e Eletrônica 2 Agosto / 2008

  2. Instrumentação Virtual João Kogler ………..PSI /EPUSP

  3. Agenda • O que é a Instrumentação Virtual • Como surgiu a Instrumentação Virtual • O LabVIEW e a Instrumentação Virtual • Como se usa o LabVIEW

  4. Instrumentação  Instrumento de medição Medida (valor numérico) Grandeza Física Instrumento de Medição

  5. Instrumentação  Instrumento de medição Exemplo Temperatura Calor, Aquecimento, Energia Térmica Termômetro

  6. Transdução Instrumentação  Instrumento de medição Exemplo Temperatura Calor, Aquecimento, Energia Térmica Termômetro Converte aquecimento em dilatação

  7. Instrumentos de Medição Eletrônicos • Baseiam-se na medida e transformação de grandezas elétricas Tensões, Correntes • Valem-se de sensores  Transformam uma grandeza não-elétrica em elétrica Condicionamento /amplificador exemplo display termopar

  8. Instrumentos de Medição Analógicos x Digitais Condicionamento /amplificador analógico display termopar display Condicionamento /amplificador digital Conversor A/D display numérico termopar

  9. Instrumentos de Medição • Fornecem medidas de variáveis e parâmetros físicos • Sensores: • Termopares • Extensômetros (strain gages), sensores de pressão • Acelerômetros, Velocímetros, Sensores de Deslocamento • Sensores fluidodinâmicos • Células de carga, Torquímetros • Sensores químicos e biológicos • Sensores ópticos • Sensores eletrodinâmicos

  10. Instrumentação  Instrumento de atuação Grandeza Física Dado de controle (valor numérico) Instrumento de Atuação

  11. Instrumentação  Instrumento de atuação Exemplo Motor + Driver Energia Elétrica Movimento

  12. Instrumentos de Atuação • Exercem controle sobre variáveis e parâmetros físicos • Efetores ou atuadores: • Aquecedores, resfriadores • Motores • Dosadores • Robôs, posicionadores • Cápsulas eletrodinâmicas, atuadores eletrodinâmicos • Atuadores pneumáticos e hidráulicos • Micro-atuadores

  13. instrumentos experimento Instrumentação via computador digital

  14. computador Instrumentação via computador digital instrumentos Barramento de comunicação experimento

  15. Comunicação entre computador e instrumento General Purpose Interface Bus Computador Barramento GPIB Osciloscópio Instrumentos Frequencímetro Multímetro

  16. Interface gráfica de controle dos instrumentos Computador Barramento GPIB Osciloscópio Instrumentos Frequencímetro Multímetro

  17. Instrumento Virtual – Tipo 1 • Eletrônica de instrumentação • Interface gráfica de controle • Programa implementando os algoritmos de comunicação e análise

  18. Instrumentação Virtual • Tipo 1 - Computador comunicando com instrumentos remotos e acrescentando novas funcionalidades ao sistema de instrumentação • Tipo 2 - Computador com hardware de aquisição de sinais realizando o papel de um instrumento

  19. Instrumentos Equipamentos de Medição Exemplo: Osciloscópio

  20. Instrumentos Equipamentos de Medição

  21. Instrumentos Equipamentos de Medição Amplificador / Atenuador Vertical

  22. Instrumentos Equipamentos de Medição Amplificador / Atenuador Vertical Oscilador / Base de Tempo Horiz.

  23. Instrumentos Equipamentos de Medição Amplificador / Atenuador Vertical Oscilador / Base de Tempo Horiz. Varredura / Excitação do TRC

  24. Instrumentos Equipamentos de Medição Amplificador / Atenuador Vertical Oscilador / Base de Tempo Horiz. Varredura / Excitação do TRC Painel Frontal Interface de Operação sinal

  25. Instrumentos Equipamentos de Medição Amplificador / Atenuador Vertical Oscilador / Base de Tempo Horiz. Varredura / Excitação do TRC Painel Frontal Interface de Operação sinal

  26. Instrumentos Equipamentos de Medição Amplificador / Atenuador Vertical Oscilador / Base de Tempo Horiz. Varredura / Excitação do TRC Painel Frontal Interface de Operação sinal

  27. Instrumentos Equipamentos de Medição Amplificador / Atenuador Vertical Oscilador / Base de Tempo Horiz. Varredura / Excitação do TRC Painel Frontal Interface de Operação sinal

  28. Instrumentos Equipamentos de Medição Amplificador / Atenuador Vertical Oscilador / Base de Tempo Horiz. Varredura / Excitação do TRC Painel Frontal Interface de Operação sinal

  29. Instrumentos Equipamentos de Medição Varredura / Excitação do TRC Amplificador / Atenuador Vertical Oscilador / Base de Tempo Horiz. Painel Frontal Interface de Operação sinal

  30. Amplificador / Atenuador Vertical Instrumentos Equipamentos de Medição Varredura / Excitação do TRC Oscilador / Base de Tempo Horiz. Painel Frontal Interface de Operação sinal

  31. Amplificador / Atenuador Vertical Instrumentos Equipamentos de Medição Varredura / Excitação do TRC Oscilador / Base de Tempo Horiz. Painel Frontal Interface de Operação sinal

  32. Amplificador / Atenuador Vertical Instrumentos Equipamentos de Medição Varredura / Excitação do TRC Painel Frontal Oscilador / Base de Tempo Horiz. Painel Frontal Interface de Operação sinal

  33. Interface de Operação = Amplificador / Atenuador Vertical Interface Gráfica de Usuário ( GUI ) Interface de Operação Instrumentos Equipamentos de Medição Varredura / Excitação do TRC Painel Frontal Oscilador / Base de Tempo Horiz. sinal

  34. Instrumentação Virtual – Tipo 2 • O computador implementa o instrumento

  35. Instrumentação Virtual – Tipo 2

  36. Instrumentação Virtual – Tipo 2 Condicionamento do Sinal

  37. Instrumentação Virtual – Tipo 2 Sensores

  38. Aquisição do Sinal • amostragem Amostras • digitalização sinal Valores numéricos na memória Processamento do Sinal • filtragem digital • estimação • interpolação

  39. Exemplo – Medição e Análise

  40. Exemplo – Medição e Análise extensömetros (strain gages)

  41. Exemplo: Teste

  42. Exemplo – Teste

  43. Exemplo – Teste

  44. Instrumentação e Controle • Instrumento de medição  Sensor • Monitora uma variável • Instrumento de atuação  Efetor • Controla uma variável atuação v g f e T Td medição

  45. Exemplo - Simulação e Prototipação

  46. Exemplo – Simulação e Prototipação

  47. LaboratoryVirtualInstrumentEngineeringWorkbench

  48. indicadores controles Painel Frontal

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