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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 100kHz

Corriente nominal primaria 50A

Gama de medición de corriente principal -150A → +150A

Resistencia de carga 10��

Señal de salida analógica 2.5±1.875V

Tensión de alimentación 5 V

Tipo de sensor 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%� ��

Tensión de alimentación ±15�(±5%)

Aislamiento 2.5kV rms/50Hz/1 min.

Linealidad <0.2%

Tiempo de respuesta 40�� con una �� = 25�Ω

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: 10

Salidas Analógicas: 3

E/S Digitales: 10

Comunicaciones: RS-232

b) Realizando el control de la bancada y del “sistema vehículo” mediante PC y

Labview.

Entradas Analógicas: 10

Salidas Analógicas: 6

E/S Digitales: 10

Comunicaciones: 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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