Sistemas Automatizados Módulo 3 – Medidas y procesado de resultados

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1 Sistemas Automatizados Módulo 3 – Medidas y procesado de resultados
Tarea 3.1 – Conceptos básicos de técnicas de medida y errores en medición. Procesado de señales y datos en SA By Anton Petrov, Plovdiv University, ECIT Departrment

2 Temas principales 1. Conceptos básicos en técnicas de medición
2. Señales – clasificación, parámetros, modelos 3. Conceptos básicos en metrología 4. Etapas principales en medición y tipos de mediciones 5. Significado de medida – tipos y características 6. Métodos de medida – tipos y diagramas estructurales 7. Errores en mediciones 8. Procesado de señales y datos

3 Conceptos básicos y términos en técnicas de medición – 1
Medición – comparación o determinación cuantitativa de variables (cantidades), durante el cual, por medio de la comparación, se define como el numero de veces por unidad de medida que está contenida en la medida variable (cantidad) Comparación o determinación cuantitativa de variables ( cantidades), durante la cual por medios de comparación es definida muchas veces como una unidad de medida que esta contenida en la variable. Control - comprobar si una cantidad dada está dentro de unos limites definidos sin una medición cuantitativa exacta. Hay tres tipos de control [H. Hart]: Control de los medios de medida; Control de un articulo dado (tipo de control) con el fin de definir un nivel de calidad y la emisión de un certificado de calidad; Control de producción (en la producción de transporte) – para definir la calidad de producción ( con tecnologías discretas). El rechazo y la clasificación por calidad se lleva a cabo aquí. Objetos de medida –valores de las cantidades o parámetros físicos o mecánicos y las características de señales eléctricas, por medio de las cuales se definen algunas cantidades físicas. Resultados de la medición – valores obtenidos de una cantidad dada Observación – operación experimental para la obtención de un valor de un conjunto de valores de una magnitud física determinada. La observación puede ser simple y múltiple.

4 Conceptos básicos... – 2 Señal – apariencia exterior de un conjunto de datos, sujeto a medida. Una cantidad física variable– portadora de la señal- definida en función del tiempo. Pueden ser obtenidos datos sobre otras cantidades por medio de algún parámetro de la señal (magnitud, duración, forma, etc.). La portadora de la señal puede ser una cantidad, energía (tipo de radiación eléctrica, magnética), caracterización de los estados de la materia (estado físico, densidad, concentración, viscosidad, etc.). Las señales pueden ser continuas en el tiempo y discretas. Las señales continuas pueden ser discretizadas por la recolección periódica de extractos de los mismos( ver el material de la tarea 2_1).

5 Ejemplos de señales Ejemplos: Señales Eléctricas Señales Acústicas
Voltajes y corrientes en el circuito eléctrico Señales Acústicas Presión acústica (sonido) como una función del tiempo Señales Mecánicas Velocidad de un coche como función del tiempo Señales Video Nivel de intensidad o un pixel dado ( foto y cámaras de video) como una función del tiempo Principalmente se utilizan en SA señales eléctricas, cuya portadora es una cantidad eléctrica (voltaje o corriente),.

6 Clasificación de las señales – 1
1) Por el carácter de su cambio: determinado (definido) – señales, las cuales pueden ser definidas en un instante determinado de tiempo; aleatorio (estocástico), el cual no puede ser definida con precisión en el tiempo 2) De acuerdo con los valores que puede tomar, que parámetros puede tomar (ej. amplitud): Analógica o continua – los datos de los parámetros pueden tomar arbitrariamente valores de un rango dado Discreta – los datos de los parámetros pueden tomar un infinito numero de valores Las señales continuas pueden ser discretizadas tomando muestras periódicas de la señal (ver el material de la tarea 2_1)

7 Clasificación de las señales – 2
3) De acuerdo con el numero de valores por las señales discretas: Binario (con dos niveles discretos), Terciario, Decimal etc. Si el numero de datos es mayor que UNO ( el contenido de los datos es mayor de 1 bit) y están determinados por una regla definida, entonces nosotros hablamos de señales digitales; El proceso de conversión de señales digitales mediante una regla o código se llama codificado (con frecuencia se confunden los conceptos de señales discretas y digitales).

8 Clasificación de las señales – 3
4) Por el tipo de corriente, de las señales: DC; AC ; pulso. 5) Por su función en el canal de conexión: portadora; moduladora; en la mayoría de los sistemas de comunicación modulado; ruido; mixta (señal + ruido).

9 Parámetros medibles de las señales – 1
Amplitud – para señales armónicas, y como un sinónimo de Valor de pico para señales de pulso; Valor Medio – Valor RMS – Valor instantáneo– en un instante de tiempo; Duración – normalmente a un nivel de 50%; Periodo – intervalo entre idénticas secciones de señales periódicas; Tiempo de retraso con respecto a una entrada de referencia – nivel desplazado 50% desde el principio de la señal; Tiempo de subida(impulso): subida y bajada, definido normalmente como la distancia entre puntos de la señal desde un nivel de 10% y el 90% de valor de pico.

10 Parámetros medibles ... – 2 frecuencia – para señales periódicas – la inversa del periodo; fase y desfase – para señales periódicas armónicas Frecuencia media (intensidad, tasa de conteo) – para señales no periódicas. forma – la forma se define en relación a la forma geométrica o funcional mas parecida– rectangular, trapezoidal, triangular, exponencial, sinusoidal, Gaussiana etc. Triangular Rectangular Sinusoidal (seno) Las señales pueden ser clasificadas de otras formas como pueden ser: Interrumpidas y continuas; señal medida, control and señales de comunicación; entradas y salidas etc.

11 Parámetros de la señal trapezoidal
Se definen los siguientes parámetros: Retraso de la señal td con respecto a un cierto impulso de referencia. Se registra un 50% de la amplitud de la señal; Tiempo de subida tr y bajada tf. Son registradas entre los niveles de 10% y 90% ( algunas veces entre 5% y 95%) Duración de la señal tp – registrada a partir de un nivel del 50%. Alguna vez se usa el parámetro centro de gravedad de la señal – el centro geométrico del área de la figura asociada a la señal Otros parámetros de las señales pueden ser, drop of the flat peak section of the signal, amplitude of the bounce at the front and the rear part of the impulse etc.

12 Ejemplos de los parámetros usados
Amplitud o valor de pico – en investigación de Roentgen o espectro Gamma de varias fuentes de radiación ionizada; Tiempo de retraso – en investigaciones de tiempo de distribución de impulsos, ej., investigación de la distribución de neutrones por su energía siguiendo el método de tiempo de vuelo, investigación de impulsos laser, etc. Forma – para identificar las partículas cargadas; Frecuencia media (intensidad) – para definir la intensidad de un flujo de un determinado tipo de radiación – ionización, etc.

13 Modelos de señales Matemáticas (estrictamente analítica);
Física (cerca de la realidad). Error in la clasificación de la señal – la discrepancia entre la señal real y la seleccionada en el modelo. Para los métodos de simulación de estudios de circuitos eléctricos y electrónicos en los que se busca un modelo, el cual será lo mas parecido posible al real, obteniendo un circuito que funcionara, suponiendo un pequeño error de simulación.

14 Metrología – definición y principales direcciones
Esta es una ciencia de: medidas, métodos y significados de mediciones y sus unidades, también de las formas de alcanzar la precisión deseada en la medición. Metrología incluye tres direcciones principales. 1.La ciencia de la medición (teoría de medición) – expresa el aspecto teórico de la metrología; 2. Técnicas de medición (practicas de medida) – expresa la práctica y aspectos de aplicación de la metrología; 3. Metrología legislativa – expresa la parte legal y organizativa, así como los aspectos económicos de la metrología.

15 Principales preguntas sobre la metrología
Teoría general de mediciones; Unidades y sistemas de cantidades físicas; Métodos y medios de mediciones; Métodos para definir la precisión de la medición; Estandarización de los métodos y medios de medida; Estándares y modelo de medios de medición; Métodos of transmisión de unidades de medida desde los estándares y modelo de medios hasta los medios operacionales de medida.

16 Principales etapas en medición
Reproducción de la unidad medida; Conversión de la señal analizada para que llegue a ser convenientemente medida (por amplitud, forma, duración etc.); Comparando el valor de la cantidad medida con la unidad de medición; Guardado el resultado de la medida. Típico en los métodos digitales, en los que los resultados son salvados en un registro digital o memoria; Mostrar los resultados en una pantalla analógica o digital.

17 Tipos de mediciones – 1 De acuerdo a la definición del valor :
1. Directo – la cantidad física es encontrada directamente; 2. Indirecto – la cantidad deseada es encontrada realizando una cierta operación matemática, por ejemplo: Z = f(X1, X2,..., Xn), donde Z – es la cantidad deseada, y X1, X2 etc. Son medias tomadas directamente. El resultado A de una medición indirecta es entonces: A = f(B1, B2,..., Bn).

18 Tipos de medicines – 2 3. Unidas– en las que un numero de cantidades física homónimas son medidas simultáneamente y los resultados son hallados por medio de sistemas de ecuaciones. Ejemplo de mediciones unidas es la medición del coeficiente de inductancia mutuo M entre dos bobinas inductivas conectadas. Se toman dos medidas de la inductancia en la misma bobina una en sentido directo y otra en sentido opuesto. Definiéndose así: L01 = L1 + L2 + 2M и L02 = L1 + L2 – 2M y mediante el sistema de ecuaciones obtenemos: M = (L01 – L02)/4

19 Tipos de mediciones – 3 4. Combinadas – dos o mas cantidades físicas no-homónimas se miden para encontrar una dependencia entre ellas. Ejemplo de mediciones combinadas: definiendo los coeficientes de temperatura A y B de un termo resistor, basado en la dependencia: RT = R0. (1 + A.T + B.T2) donde R0 es la resistencia del termo resistor de T0=200. Se toman 3 mediciones a 3 temperaturas T0, T1 и T2 y los valores de la resistencia RT son medidos; Después de que el sistema de 3 ecuaciones es resuelto y los coeficientes A y B en hallados.

20 Medios de medición (MM) – tipos
Hay muchos medios técnicos, utilizados en mediciones (unidades , sensores etc.), teniendo características metrológicas normalizadas la MM puede ser: а) De acuerdo a su propósito: MEDIDA– un medio de medición, destinado a reproducir una cantidad física con un valor dado. UNIDADES DE MEDIDA – produce la señal de los datos medidos sobre el valor de las cantidades físicas, adecuado para observación directa. Contiene: una medida, una unidad de comparación y uno o mas elementos de. CIRCUITO DE MEDIDA – la totalidad de los elementos convertidos, lleva a cabo la conversión de la señal de los datos medidos. CONVERSOR DE MEDICIONES (SENSOR, INDICADOR) – produce la señal primaria de los datos medidos, no es adecuado para observación directa pero es conveniente para la transmisión, conversión y guardado.

21 Medios de medición (MM) – tipos (cont.)
b) De acuerdo a sus funciones metrológicas: STANDARDS – medios de medición (o medio complejo), asegurando la reproducción y/o guardado de la unidad para transmitir el tamaño de la unidad a la siguiente en una clase precisa de medios de medida. MODELOS DE MEDIOS DE MEDICION– están representados por una medida, una unidad de medida o son conversores de medición ( sensores), sirven para comparar ( calibración, estandarización) con otros medios de medida con una baja precisión. Ellos pueden ser iniciales y subordinados. MEDIOS OPERACIONALES DE MEDICION– Usados para mediciones , no para transmisión de las unidades medidas. Se caracterizan pos sus clases de precisión.

22 Tipos de estándares Standard Primario – El mayor nivel de precisión en un país ( o del mundo). Standard Secundario – el valor es confirmado por el estándar primario. Standard Especial– asegura la reproducción de la unidad de medida en condiciones especiales. Standard de Estado – El primario o el estándar especial, es oficialmente el estándar inicial en un país. Standard-testigo – estándar secundario, destinado a chequear las condiciones de guardado del estándar de estado y reemplazamiento en caso de daño. Standard – copia – estándar secundario, destinado a transmitir el tamaño de la unidad de medición del estándar operacional. Standard Operacional– sirve para transmitir el tamaño del medio de medida con la mayor precisión y en algunos casos – medios de medida de la mayor precisión.

23 Características de los medios de medición
Metrológico Operacional Información precisión sensibilidad, rango de medida, rápida acción, resistencia de entrada y salida, protección del ruido, etc. condiciones climáticas permitidas (temperatura, presión, humedad), estabilidad a efectos de choque, estabilidad a radiación, seguridad etc. información de capacidad, nombre of canales de información, medios de comunicación y conexión de redes etc.

24 Métodos of medición UN METODO DE MEDICION – una manera experimental de encontrar un valor físico. Caracteriza las actividades toma de muestras en procesos de medición para obtener los resultados deseados. De acuerdo a lo llamado modelo de medición [Pyotrovskij] 2 cantidades – el conjunto de X de la cantidad medida x y el conjunto de W de los resultados de la medición wi, son usados en el proceso de medición y son situados en el mismo eje. Las cantidades de los conjuntos, usadas en medición

25 Actividades en los modelos de medición
Están relacionados con el establecimiento de conformidad entre los elementos x desde el conjunto X y los elementos wi del conjunto W. Como el conjunto W es discreto, la conformidad no es simple, y es reducida a una inecuación: wi  x  wi+1 (3.1.1) El modelo de medición da la posibilidad de formalizar las actividades en el proceso de medición y definir varios métodos de medición por medio de los mismos. Actividades limitadas, Estructuras limitadas de los sistemas de medición (MS) y su correspondiente algoritmo que coincide con cada método particular.

26 Métodos de medición – tipos– 1
En general los métodos de medición se dividen en: Directo – la cantidad medida coincide con la cantidad dada. Indirecto – la cantidad medida no coincide con la cantidad deseada y se calcula por medios de una cierta dependencia. De acuerdo a las actividades en el proceso de medición, los métodos pueden ser: Método variante (método de la lectura directa) – la cantidad medida se lee directamente p.ej: el valor de la medición de x esta localizado en un eje numérico del conjunto W; Método diferencial (método de la diferencias) – la cantidad desconocida es comparada con una conocida, la cual es reproducida por la medida; la diferencia entre ellas es tomada en una cuenta p.ej. La diferencia x–xр entre los valores de la cantidad deseada x y la medida xр se coloca en el eje numérico. Método Zero (null) – la cantidad medida es comparada con los elementos del conjunto W y por medios de variación tales como elementos de w son seleccionados, para el cual se valida la condición (3.1.1).

27 Métodos de medición – tipos– 2
Método de compensación – una variación del método zero, en el cual la comparación entre x y w es tomada directamente y simultáneamente; Método comparativo – en un conjunto numérico adicional K es introducido por medio del ratio de dos cantidades y el circuito medido es llevado a estado cero mediante el cambio de los elementos K o W. Método de la coincidencia (de la substitución) – en el caso de influencia de la cantidad medida en un indicado dado es sustituida por la influencia de una cantidad estándar conocida, reproducida por la medida, con la misma desviación. Los últimos tres métodos son variantes del método zero (null) , como las operaciones realizadas conducen a un resultado nulo y la cantidad estándar, que ocurren en las ecuaciones son leídas.

28 Diagrama estructural – 1

29 Diagrama estructural – 2

30 Diagrama estructural – 3

31 Métodos de medición – tipos - 3
Los métodos, nombrados hasta aquí, son para cantidades, portadores de energía. Se utilizan los siguiente métodos para cantidades, las cuales no portan energía, relacionados en un punto del espacio: camino, ángulo, nivel de líquidos o volumen de materiales: Método de rastreo Una señal regulada para rastreo es producida y la lectura es hecha por medios de una escala especial al momento cuando la señal regulada es o bien zero o cerca del zero. Los métodos pueden ser también: Analógicos; Digitales, los cuales a su vez , pueden ser: Método incremental (método de conteo) – la señal primaria es digital y después de conformarla puede ser directamente enviada a un contador digital (contando los detalles, contando impulsos de un detector de radiación ionizada etc.); Método codificado – para cada valor discreto obtenido de una cantidad física medida un determinada palabra de código es es atribuida. Se usa cuando la señal primaria es analógica y después se discretiza y convierte a una digital

32 Ventajas de los métodos digitales
1. Eliminación de las perdidas de información en los procesos de recepción ( solo cuando la señal primaria ocurre directamente en forma digital). 2. Eliminación de las perdidas en transmisión 3. Mas fácil procesado y guardado (por volumen, velocidad, etc.). 4. Exactitud prácticamente ilimitada reproducida en un display y guardada. Por lo tanto la mayor parte de los métodos de medición digitales son usados en la SA.

33 Otros conceptos en técnicas de medición
ALGORITMO DE MEDICION – prescripción de la orden de la totalidad de operaciones de la medida de cantidades físicas. METODOLOGIA DE MEDICION – planeados la totalidad de métodos, medios y algoritmos para llevar a cabo mediciones y procesados asegurando mediciones con un nivel de precisión dado. LEYENDO – un numero, mostrado por un indicador. LECTURA DEL MEDIDOR– una cantidad física, igual a la leída, multiplicada por el coeficiente de escala correspondiente. GRADUACION – una operación metrológica, definiendo las características de conversión ( función de medición ) y = f(x) de conversión dadas y usadas para sistemas de medición, trabajando por el método de variación. CALIBRACION – acciones para definir las características del error de graduación ( conversión) del sistema de medición. AJUSTE – acción para regular el sistema de medición destinado a reducir los limites permitidos de error para el tipo de sistema dado.

34 Conceptos básicos y clasificación de los errores
Errores– definiciones: Valor real de X (correcto o exacto ) de una cantidad dada es el valor, no conteniendo ningún error. Siempre será desconocido y en un proceso de medición nosotros podemos solo encontrar una aproximación. Valor actual Xa de una cantidad dada es un valor, obtenido como un resultado de la medición con un insignificante error, wl cual permite que el valor real sea identificado con el actual. Error de medición es la desviación del valor medido con respecto al valor real.

35 Errores – señales por clasificación
Los siguientes factores son considerados en el proceso de clasificación de los errores Las etapas de medición; Las fuentes de errores; Las condiciones de medición; El carácter de cambio de la cantidad en el proceso de medición; La regularidad de la manifestación; La manera de expresar.

36 Errores de acuerdo a las etapas de medición
Errores de reproducción de la unidad medida (error de la medida): de estándares, de la transmisión de una unidad; Error de conversión – durante las diferentes etapas – amplificación, conformación, conversión AD, etc. Error de comparación con la unidad de medida. Depende de la unidad de comparación ( comparador ) Error de fijación de la forma de los resultados de la medición. Se pueden perder , pero también se puede aproximar si hay un error en alguno de los bits transmitidos a la memoria o en su propia memoria. Por lo tanto las medidas son tomadas usando códigos especiales para identificar y corregir los errores. Errores en los cálculos – resultados de los análisis numéricos y redondeo;

37 Errores de acuerdo a sus fuentes
Error metodológico. Error al escoger el método; Error instrumental . Comprende el error de los medios de medición; Error energético. Debido al consumo de los medios de medida utilizados. Error externo u objetivo . Tomado en una cuenta la influencia de todos los factores externos; Error subjetivo. Es debido a la observación y su equivocada elección: un método de medida , un método de procesado, mal leído.

38 Mas sobre los tipos de errores
De acuerdo a las condiciones de medición: Error principal – error general en condiciones normal externas de medición – temperatura, humedad, radiación, etc., el rango es dado para una unidad particular dada. Error adicional – un error, el cual es añadido por lo general debido a la desviación de las condiciones externas respecto a las normales. De acuerdo al carácter de cambio Error estático– en caso de la cantidad medida es constante o ligeramente cambiante en el proceso de medición. Error dinámico – un error, que ocurre cuando la cantidad medida, cambia en el tiempo ( p.ej. Errores en los circuitos de S/H – ver Tarea 2_2).

39 Mas sobre los tipos de errores (cont.)
De acuerdo a la regularidad de la manifestación Error sistemático. Tiene un valor constante y ocurre con alguna regularidad en medidas repetidas ( error de escala, error de temperatura,etc.) Error aleatorio – el cual cambia aleatoriamente en mediciones repetidas. Viene de la imperfección del equipo de medición o del método, inestabilizando los medios de medida o de la propia naturaleza del proceso; Error puntual. Excede considerablemente el error esperado bajo las condiciones dadas y pueden ser debidos a: negligencia o baja cualificación del observador, fallo de los medios de medición, impactos externos, etc.

40 Mas sobre los tipos de errores (cont.2)
De acuerdo la forma de expresión : Error absoluto: X = Xr – X, donde Xi es el resultado de la medición y X es el valor real de la cantidad medida. Prácticamente, el actual valor Xa es usado en lugar del real. El error absoluto es medido en las mismas unidades que la cantidad medida. El error absoluto no es adecuado para comparaciones. Error relativo:  = X/X en unidades relativas or  = (X/X).100 in porcentajes. En lugar de X aquí Xa puede ser usado. Prácticamente para la estimación aproximada de algunos errores relativos en lugar de X o Xa se toma la forma Xi que es una medida simple.

41 Tipos de errores sistemáticos
1. Los errores sistemáticos son unos errores absolutamente claros en su origen y signo y pueden ser evitados antes de su medida ( estableciendo el cero a falta de una señal, para calibración, etc.) 2. El error sistemático esta completamente definido en el origen, magnitud y signo, pero no pueden ser evitados por adelantado y es eliminado en el proceso de medición por medio de: Una corrección positiva o negativa – se suma al resultado obtenido (en caso de un error de adicción) O factor de corrección – lo multiplica por el resultado (en caso de un error de multiplicación).

42 Tipos de errores sistemáticos - 2
3. La razón de la aparición de un error sistemático es clara, pero el valor absoluto y el signo es desconocido. Hay información solo sobre los limites en el cual la cantidad medida puede ser encontrada.. Se usa el principio llamado de aleatoriedad. P ej. La conversión de un error sistemático en uno aleatorio; entonces se implementan los principales procesos de error aleatorio. Se puede logar, por ejemplo, para medidas con idénticas unidades o por el uso de diferentes secciones de la escala de una unidad dada y encontrando el valor medio.

43 Tipos de errores sistemáticos- 3
4. Nada definido es conocido sobre los errores sistemáticos, solo se conoce que existe. Si las mediciones son muy importantes, se sigue el siguiente procedimiento de medida : Un numero de mediciones con varias unidades y métodos son llevados a cabo, bajo diferentes condiciones con aproximadamente los mismos errores; Se lleva a cabo una valoracion del proceso estático, solo como en el caso de errores aleatorios. Mas sobre los errores, como los errores de medida o de unidades de medida pueden ser encontradas en el material adicional “Errores de medición”

44 Procesado de datos en AS. Como objetivo del procesamiento primario
1. Obteniendo los valores de las cantidades introducidas en sus unidades físicas – Ohms, Pascales, grados, metros, segundos, con una predeterminada precisión; 2. Eliminación de los posibles errores introducidos – causados por ruidos y perturbaciones aleatorias 3. Eliminación de todos los datos redundantes, no dan información sobre el proceso investigado y además puede impedir el procesamiento posterior. 4. Obtención adecuada para el propósito de procesado de datos y señales.

45 Objetivos del procesamiento primario
1. Cambio de la amplitud y parámetros de tiempo de los datos de entrada y preparación para su introducción en un computador- normalización; 2. Creación de modelos matemáticos de medidores de entrada y obtencion de una dependencia funcional “ introduciendo números en el PC – valor real de una cantidad física” mientras se mantiene la precisión necesaria  funciones de conversión; 3. Procesado estático de los datos introducidos y eliminación de errores causados por perturbaciones aleatorias – errores externos y errores en las operaciones de los circuitos introducidos en el CS; 4. Filtrado de los datos en frecuencia, tiempo y área de amplitud y máxima eliminación de información redundante.

46 Realización del procesamiento primario
Problema: Para desarrollar un pulso electrónico Señal de entrada – amplificada y filtrada señal ECG; Mostrándolo en un pequeño display; Valores mínimos y máximos son predeterminados; Señal de alarma es activada si el pulso se sale de los limites predeterminados.

47 1. Programando una solución
Base – el microcontrolador (МК) MC68HC11 con RAM y ROM externas. El ADC de 8-bits, se usa instalado en el MK. El CS introduce la señal ECG y mide los valores instantáneos cada 4 ms. El array obtenido de valores instantáneos es procesado en el MK, se reconoce la latencia (llamada QRS complex). El tiempo entre dos pulsos consecutivos es medido y convertido a un numero de pulsos por minutos. Se indica el valor obtenido. Si esta fuera de unos limites predeterminados , la señal de alarma se activa.

48 2. Solución combinada Bases – un-chip МК lo mas pequeño posible (MC68HC05, Z8, PIC16 o similar) en la mínima configuración. El МК será solo usado para mediciones y control del indicador y la señal de alarma. Los pulsos son reconocidos como un bloque de hardware (normalmente dos circuitos diferenciados y un comparador) La salida es enviada con un nivel TTL a una entrada digital del МК. El МК mide el tiempo entre dos pulsos consecutivos y los transforma en un numero de pulsos por minuto. Se indica el valor obtenido. Si esta fuera de los limites predeterminados, el MK activa la señal de alarma. .

49 3. Solución Hardware Los pulsos son reconocidos por el hardware
Se produce un bloque de resolución digital, junto con un bloque digital para el control de una indicación. Por medio de dos comparadores digitales es chequeado si la frecuencia de los pulsos esta en unos limites predeterminados. La señal de alarma es activada eventualmente. El análisis muestra que la solución combinada es la mas económica y mejor equilibrada; En cada caso particular, se puede decidir que solución es la mejor usando el siguiente criterio: Máxima satisfacción de todos los requisitos; Nivel de complejidad para la ejecución; Disponibilidad de material y software; Coste. El sistema debe también tener una reserva para futuras ampliaciones.

50 Normalización de los parámetros de la señal
Normalización – un proceso de adquisición de parámetros de una señal a un nivel adecuado para la introducción en un computador Normalización en parámetros de amplitud. Para señales analógicas: Por amplificadores analógicos con la necesaria K y banda de frecuencia; Para pulsos y señales de pulso-potencial: Por amplificadores de pulso, comparadores y conversión de niveles. Normalización en parámetros de tiempo (para señales de pulso) Como: duración de un pulso, frecuencia, coeficiente de relleno, tiempo de retraso… Esto sucede por medio de los circuitos apropiados: divisor de frecuencia, contadores, cadenas de retardo y circuitos, etc.

51 Función de conversión - 1
Esta es una función, la cual, desde el numero obtenido de la ADC, nos da el valor de la cantidad física medida. Casos simples: А) La función es un polinomio de 1er grado o puede ser reducido por una simple transformación – logarítmica, calculando la raíz cuadrada, etc. (revisar un numero de ejercicios de laboratorio en Física Atómica y Física Nuclear, por ejemplo vida media, periodo de los isotopos); B) La función es del tipo para obtener la frecuencia ( inestabilidad) con un numero de pulsos medidos para un tiempo dado.

52 Función de conversión - 2
Casos complejos – con características no lineales En este caso es necesario: Encontrar un tipo apropiado de una función de conversión; Encontrar los valores exactos de los coeficientes de esta función El tipo de la función depende de: Las leyes física y el método de conversión de la cantidad física; El tipo del sensor y los circuitos normalizados, etc. Los coeficientes son encontrados haciendo una tabla de este tipo: Sent input impact yi Obtained number for introducing into the CS xi

53 Métodos de procesado de datos
Los siguientes (de métodos matemáticos) son los métodos mas frecuentemente aplicados para datos de procesado Interpolación lineal Interpolación polinomial Aproximación por el método del cuadrado mas pequeño (MSS) Spline aproximación Diferenciación e integración Procesado estático en amplitud y áreas de tiempo etc. Estos métodos son descritos en detalle en el material adicional „Procesamiento de señales y datos”