Diseño del Laboratorio Inteligente 2015 Datos: Instrumentación Tipo de A/D Capacidad


Aproximación sucesiva


Dispositivos de utilidad general aptos para una amplia gama de aplicaciones. De resolución limitada, poseen sin embargo amplificadores para señales de baja intensidad, y pueden acceder secuencialmente a múltiples canales de entrada. Ofrecen resoluciones de hasta 18 bits (262.144 pasos) y velocidades de muestreo de hasta cinco millones de muestras por segundo (sps). Cuanto mayor es la resolución, menor es la velocidad de muestreo.


Integradores


Adecuados para bajas velocidades de muestreo (<100 sps), resolución alta >14 bits, entradas monocanal, con buena atenuación del ruido. Empleados con frecuencia en cromatografía.


A/D Sigma- Delta


Hasta 24 bits de resolución, entrada monocanal – pueden no ser eficientes para entradas multicanal, velocidad baja, pueden reemplazar a los A/D integradores.


Flash


Entrada monocanal, conversión de 8 bits, aproximadamente 1.000 millones de sps. Adecuados para aplicaciones ultrarrápidas, en que la baja resolución no es problema. Permiten digitalizar el ruido eléctrico.


El rendimiento máximo se consigue con el soſtware compilado, que requiere la pericia de programadores profesionales. La mayoría de los proveedores de equipamiento facilitan bibliotecas de soſtware para su soporte físico el hardware. Para aquellas aplicaciones en las que el alto rendimiento no es un problema, los sistemas gráficos a base de iconos permiten que el programador construya un diagrama de bloques de la aplicación. Cada bloque desempeña una función concreta, con entradas (inputs) y salidas (outputs) definidas. El artefacto funciona como un instrumento virtual, ejecutando un programa con presentaciones gráficas e inputs. Las mediciones de tiempo crítico se llevan


a cabo con el soporte de temporizadores que se programan para avisar al sistema del momento en que debe tomar las muestras. Cada vez que finaliza el intervalo de tiempo marcado por el temporizador, el convertidor A/D toma mediciones a través de uno o varios canales.


www.scientific-computing.com/BASL2015


La toma de datos en intervalos precisos es esencial para la mayoría de las aplicaciones de procesamiento de datos, ya que las variaciones de tiempo distorsionan los resultados. Esto resulta siendo cada vez más problemático con los modernos sistemas operativos comerciales. Los primeros sistemas operativos como DOS


y las versiones iniciales de los sistemas operativos Windows y Mac OS, ofrecían funciones básicas y apenas causaban interferencias con los programas de usuario. Las versiones actuales, con el soporte multitarea, el acceso a internet, las actualizaciones periódicas y las redes sociales hacen que sea difícil garantizar las funciones que dependen críticamente del tiempo –en particular las que requieren una alta frecuencia de adquisición de datos. El ajuste del sistema operativo puede resolver hasta cierto punto el problema, pero la mayoría de proveedores han adoptado otra solución: delegar la adquisición de los datos críticos en relación con el tiempo en dispositivos especializados en red que permanecen enlazados con el sistema huésped a través de conexiones en serie, USB o Ethernet.


Instrumentos de laboratorio sencillos


Como mencionado anteriormente, los dispositivos como las balanzas analíticas y los pH-metros facilitan su uso utilizando un procesamiento de bajo nivel para desempeñar funciones básicas. La función de tara de la balanza evita la operación de resta y simplifica notablemente la pesada de una cantidad precisa. Si se conectan a un cuaderno electrónico de laboratorio (ELN), un sistema de gestión de la información del laboratorio (LIMS), un sistema ejecutivo de laboratorio (LES), o un robot, se adquiere capacidad de detección controlada por ordenador que reduce notablemente el trabajo manual. El acceso a la balanza a través del ELN o del LES permite introducir directamente la medida en la base de datos y evita los errores


Fig. 2: Adquisición de datos analógicos Pantalla Circuito


Propiedad a medir (detector)


eléctrico que convierte a la tensión adecuada


A/D


Procesador de control


Comunicaciones


de transcripción. Asimismo, el soſtware informático detecta posibles errores y ejecuta cálculos que pueden ser necesarios en fases posteriores del procedimiento. La conexión entre el instrumento y el


sistema informático puede ser tan sencilla como una conexión RS-232 o USB. Las conexiones Ethernet directas o a través de convertidores de conexión en serie-Ethernet ofrecen más flexibilidad ya que permiten incluso a varios usuarios el acceso al dispositivo desde diferentes sistemas informáticos. La integración de las tecnologías inteligentes en la instrumentación mejora considerablemente tanto su utilidad como el flujo de trabajo de los laboratorios.


Sistemas de instrumentos informatizados


Esa mejora en el flujo de trabajo resulta aún más evidente a medida que aumenta el grado de sofisticación del soſtware. Es raro hallar instrumentación comercial que no disponga de capacidad de procesamiento, ya sea integrada en la carcasa del aparato o a través de su conexión con un sistema informático externo. Se gana así en flexibilidad y se facilita el acceso a una gama más amplia de recursos, como soportes de almacenamiento de datos y una interfaz de usuario mejorada. Sobre todo en el caso de los instrumentos que recogen datos multidimensionales, como la cromatografía, la espectroscopia o el análisis térmico. Las aplicaciones de soſtware y los sistemas informáticos externos que soportan los instrumentos de laboratorio poseen diversos formatos: sistemas especializados, programas multiusuario y programas multi- instrumentos. Los sistemas especializados son útiles para


un instrumento concreto, o en los casos en que éste requiera un control o manejo preciso, como el que exigen las técnicas acopladas. Otro ejemplo puede ser el del proveedor que solo suministra soſtware de forma dedicada, cuyo


Carcasa del producto


Digital I/0 (interruptores, LED, etc.)


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