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A LABVIEW-BASED CHANNEL ERROR SIMULATOR

Horan, Stephen 10 1900 (has links)
International Telemetering Conference Proceedings / October 25-28, 1999 / Riviera Hotel and Convention Center, Las Vegas, Nevada / A PC-based space channel error simulator that includes differing forward and return data links, independent statistical characterization of the data links, and link propagation delay has been developed. The LabVIEW programming language has been used to configure this containing all of the error generation and processing in software. The simulator is used for testing networking protocols in a simulated space channel environment and can be used for other types of channels as well. This paper describes the design goals, hardware configuration, software, and testing of the simulator. This technique allows for rapid development and validation of the simulator.
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Desenvolvimento de um sistema computacional para monitoramento de parâmetros físicos na área de irrigação, com base na plataforma labVIEW

Voltan, Diego Scacalossi [UNESP] 17 February 2012 (has links) (PDF)
Made available in DSpace on 2014-06-11T19:26:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-02-17Bitstream added on 2014-06-13T19:34:38Z : No. of bitstreams: 1 voltan_ds_me_botfca.pdf: 1188116 bytes, checksum: 733960c94727811d00be0fc1909716fa (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de um sistema computacional para o sensoriamento, aquisição de dados e visualização de parâmetros físicos, fundamentais para a área de irrigação. O trabalho incluiu aspectos de hardware e software, e foi desenvolvido utilizando a plataforma de instrumentação virtual chamada LabVIEW, composta por uma placa de hardware padrão para aquisição de dados e de um ambiente para desenvolvimento de softwares. Durante o desenvolvimento, sensores foram conectados ao hardware do LabVIEW para a medição de três parâmetros físicos importantes para a irrigação, que são temperatura ambiente, umidade relativa do ar e índice pluviométrico. Paralelamente, foram desenvolvidos os softwares, em ambiente LabVIEW, responsáveis pela aquisição de dados dos sensores e pela interface homem-máquina de comunicação com o usuário, permitindo a visualização e interpretação dos dados agrometeorológicos em tempo-real e de forma simples, a fim de que possam ser eficientemente analisados por um usuário sem treinamentos prévios. O trabalho também incluiu o desenvolvimento de mecanismos de hardware para a análise das características físicas dos sensores de temperatura, umidade e de precipitação, permitindo a verificação de parâmetros como precisão, exatidão, ruído elétrico, etc. Isto representou um tópico adicional ao trabalho, o qual apresenta um produto para a análise de confiabilidade e desempenho dos sensores para aplicações agrícolas. Além disso, nesse trabalho foi desenvolvido um software genérico que permite a aquisição de dados de qualquer dispositivo de sensoriamento que tenha saída de dados no padrão de comunicação serial RS-232, os quais são atualmente muito utilizados em diversos dispositivos de sensoriamento. Na análise dos resultados, o trabalho permitiu o desenvolvimento de um sistema eficiente de análise... / The aim of this study was to develop a computer system for sensing, data acquisition and visualization of physical parameters that are fundamental to the irrigation area. The work included aspects of hardware and software, thus it was developed using the virtual instrumentation platform called LabVIEW that consisting of a standard hardware interface for data acquisition and a software development environment. During development, the sensors were connected to the LabVIEW hardware for measurement of three main physical parameters for irrigation, which are temperature, relative humidity and rainfall. In parallel, four pieces of software were developed in the LabVIEW environment, which were responsible for data acquisition from sensors and for the human-machine interface, allowing the visualization and interpretation of agrometeorological data in real-time and with a friendly environment that can be efficiently analyzed by a user without prior training. The work also included the development of hardware mechanisms for the analysis of physical characteristics of temperature sensors, humidity and precipitation, allowing verification of parameters such as precision, accuracy, noise, etc. This represented an additional topic to the work, introducing a product for the reliability and performance analyses of the sensors in agricultural applications. In addition, to this work was developed generic software that allows data acquisition of any sensing device which outputs data in the standard RS 232 serial communication, which are widely used in various sensing devices. The result includes a system that allows efficient sensor parameters analysis, performs the data acquisition and also allows a friendly visual interaction with user. Thus, we conclude that the initial objectives were achieved, which it is important to note that... (Complete abstract click electronic access below)
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Desenvolvimento de um sistema computacional para monitoramento de parâmetros físicos na área de irrigação, com base na plataforma labVIEW /

Voltan, Diego Scacalossi, 1985. January 2012 (has links)
Orientador: João Eduardo Machado Perea Martins / Banca: Rosemary Marques de A. Bertani / Banca: Marco Antonio Gandolfo / Resumo: O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de um sistema computacional para o sensoriamento, aquisição de dados e visualização de parâmetros físicos, fundamentais para a área de irrigação. O trabalho incluiu aspectos de hardware e software, e foi desenvolvido utilizando a plataforma de instrumentação virtual chamada LabVIEW, composta por uma placa de hardware padrão para aquisição de dados e de um ambiente para desenvolvimento de softwares. Durante o desenvolvimento, sensores foram conectados ao hardware do LabVIEW para a medição de três parâmetros físicos importantes para a irrigação, que são temperatura ambiente, umidade relativa do ar e índice pluviométrico. Paralelamente, foram desenvolvidos os softwares, em ambiente LabVIEW, responsáveis pela aquisição de dados dos sensores e pela interface homem-máquina de comunicação com o usuário, permitindo a visualização e interpretação dos dados agrometeorológicos em tempo-real e de forma simples, a fim de que possam ser eficientemente analisados por um usuário sem treinamentos prévios. O trabalho também incluiu o desenvolvimento de mecanismos de hardware para a análise das características físicas dos sensores de temperatura, umidade e de precipitação, permitindo a verificação de parâmetros como precisão, exatidão, ruído elétrico, etc. Isto representou um tópico adicional ao trabalho, o qual apresenta um produto para a análise de confiabilidade e desempenho dos sensores para aplicações agrícolas. Além disso, nesse trabalho foi desenvolvido um software genérico que permite a aquisição de dados de qualquer dispositivo de sensoriamento que tenha saída de dados no padrão de comunicação serial RS-232, os quais são atualmente muito utilizados em diversos dispositivos de sensoriamento. Na análise dos resultados, o trabalho permitiu o desenvolvimento de um sistema eficiente de análise... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The aim of this study was to develop a computer system for sensing, data acquisition and visualization of physical parameters that are fundamental to the irrigation area. The work included aspects of hardware and software, thus it was developed using the virtual instrumentation platform called LabVIEW that consisting of a standard hardware interface for data acquisition and a software development environment. During development, the sensors were connected to the LabVIEW hardware for measurement of three main physical parameters for irrigation, which are temperature, relative humidity and rainfall. In parallel, four pieces of software were developed in the LabVIEW environment, which were responsible for data acquisition from sensors and for the human-machine interface, allowing the visualization and interpretation of agrometeorological data in real-time and with a friendly environment that can be efficiently analyzed by a user without prior training. The work also included the development of hardware mechanisms for the analysis of physical characteristics of temperature sensors, humidity and precipitation, allowing verification of parameters such as precision, accuracy, noise, etc. This represented an additional topic to the work, introducing a product for the reliability and performance analyses of the sensors in agricultural applications. In addition, to this work was developed generic software that allows data acquisition of any sensing device which outputs data in the standard RS 232 serial communication, which are widely used in various sensing devices. The result includes a system that allows efficient sensor parameters analysis, performs the data acquisition and also allows a friendly visual interaction with user. Thus, we conclude that the initial objectives were achieved, which it is important to note that... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre
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Desenvolvimento de sistemas portáteis de monitoramento eletroquímico. / Development of portables electrochemical monitoring systems.

Juliana Lopes Cardoso 01 March 2007 (has links)
Este trabalho detalha o desenvolvimento de dois sistemas portáteis de detecção eletroquímica, desde sua construção até a aplicação das técnicas. As técnicas de detecção eletroquímica apresentam diversas vantagens, em relação a outros métodos de detecção, como boa sensibilidade, boa seletividade, ampla aplicabilidade e baixo custo de manutenção do equipamento. Neste trabalho foram aplicadas as técnicas de voltametria cíclica e voltametria por pulso diferencial. Os potenciostatos são os circuitos tipicamente utilizados para proceder a varredura de potencial em celas eletroquímicas, ao mesmo tempo em que fazem a leitura da corrente proveniente da reação. Estes circuitos geram tensão proporcional a corrente medida, através de amplificadores operacionais, cujo ganho é variado conforme a intensidade da corrente. Buscando conseguir um sistema sensível e seletivo foi desenvolvido um multipotenciostato, agregando quatro circuitos de potenciostato. As análises voltamétricas realizadas com esse sistema apresentaram resultados comparáveis a equipamentos comerciais, sendo limitados em correntes até unidades de micro-ampères. Visando atingir correntes ainda menores, desenvolveu-se um sistema que fosse menos influenciado por ruídos de diversas naturezas, isolando o circuito do potenciostato. Assim, utilizando um potenciostato opto-acoplado, foi possível detectar correntes da ordem de nano-ampères. Para a utilização destes potenciostatos foram utilizados dois tipos de interface. Utilizando sistemas de aquisição de dados comerciais e instrumentos virtuais, foi desenvolvida a interface de comunicação e controle do multipotenciostato. Buscando tornar todo o sistema de aquisição portátil, foi desenvolvido um sistema de aquisição microcontrolado dedicado, também interfaceado por instrumentos virtuais. Os sistemas desenvolvidos visam aplicações ambientais e biomédicas. / This work presents the development of two different portable electrochemical detection systems. Both systems are applicable in environment and biomedical areas. The electrochemical detection techniques have many interesting advantages, when compared to other detections techniques, such as good sensitivity, good selectivity, and low maintenance cost. The detections techniques used were cyclic voltammetry and differential pulse voltammetry. Potentiostats are circuits used to scan potential in electrochemical cells while acquire the reaction current. Those circuits convert the measured current into voltage by operational amplifiers, whose gain changes with the current intensity. In order to achieve a selective and sensitive system, it was developed a multipotentiostat, joining four potentiostat circuits. The analysis done with this system showed results comparable to commercial equipments, but limited to microampere currents. Intending to detect lower currents, it was developed a noise-protected system, isolating the potentiostat. Therefore, using an optic-coupled potentiostat, it was detected nano-ampère currents. Two different interfaces were used to control these potentiostats. Using commercial data acquisition systems and virtual instruments, it was implemented a control and data view multipotentiostat interface. Aiming a whole portable acquisition system, it has been developed a dedicated microcontrolled acquisition system with also a virtual instrument interface.
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Desenvolvimento de sistemas portáteis de monitoramento eletroquímico. / Development of portables electrochemical monitoring systems.

Cardoso, Juliana Lopes 01 March 2007 (has links)
Este trabalho detalha o desenvolvimento de dois sistemas portáteis de detecção eletroquímica, desde sua construção até a aplicação das técnicas. As técnicas de detecção eletroquímica apresentam diversas vantagens, em relação a outros métodos de detecção, como boa sensibilidade, boa seletividade, ampla aplicabilidade e baixo custo de manutenção do equipamento. Neste trabalho foram aplicadas as técnicas de voltametria cíclica e voltametria por pulso diferencial. Os potenciostatos são os circuitos tipicamente utilizados para proceder a varredura de potencial em celas eletroquímicas, ao mesmo tempo em que fazem a leitura da corrente proveniente da reação. Estes circuitos geram tensão proporcional a corrente medida, através de amplificadores operacionais, cujo ganho é variado conforme a intensidade da corrente. Buscando conseguir um sistema sensível e seletivo foi desenvolvido um multipotenciostato, agregando quatro circuitos de potenciostato. As análises voltamétricas realizadas com esse sistema apresentaram resultados comparáveis a equipamentos comerciais, sendo limitados em correntes até unidades de micro-ampères. Visando atingir correntes ainda menores, desenvolveu-se um sistema que fosse menos influenciado por ruídos de diversas naturezas, isolando o circuito do potenciostato. Assim, utilizando um potenciostato opto-acoplado, foi possível detectar correntes da ordem de nano-ampères. Para a utilização destes potenciostatos foram utilizados dois tipos de interface. Utilizando sistemas de aquisição de dados comerciais e instrumentos virtuais, foi desenvolvida a interface de comunicação e controle do multipotenciostato. Buscando tornar todo o sistema de aquisição portátil, foi desenvolvido um sistema de aquisição microcontrolado dedicado, também interfaceado por instrumentos virtuais. Os sistemas desenvolvidos visam aplicações ambientais e biomédicas. / This work presents the development of two different portable electrochemical detection systems. Both systems are applicable in environment and biomedical areas. The electrochemical detection techniques have many interesting advantages, when compared to other detections techniques, such as good sensitivity, good selectivity, and low maintenance cost. The detections techniques used were cyclic voltammetry and differential pulse voltammetry. Potentiostats are circuits used to scan potential in electrochemical cells while acquire the reaction current. Those circuits convert the measured current into voltage by operational amplifiers, whose gain changes with the current intensity. In order to achieve a selective and sensitive system, it was developed a multipotentiostat, joining four potentiostat circuits. The analysis done with this system showed results comparable to commercial equipments, but limited to microampere currents. Intending to detect lower currents, it was developed a noise-protected system, isolating the potentiostat. Therefore, using an optic-coupled potentiostat, it was detected nano-ampère currents. Two different interfaces were used to control these potentiostats. Using commercial data acquisition systems and virtual instruments, it was implemented a control and data view multipotentiostat interface. Aiming a whole portable acquisition system, it has been developed a dedicated microcontrolled acquisition system with also a virtual instrument interface.
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Laboratório remoto baseado em software livre para realização de experimentos didáticos. / Remote laboratory based on open source software to perform educational experiments.

Ogiboski, Luciano 15 June 2007 (has links)
Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema de aquisição de dados para controlar experimentos em instrumentos de medidas através da interface GPIB. O sistema criado tem objetivos educacionais e foi integrado a um ambiente de educação a distância, permitindo o acesso remoto a instrumentos reais para que possam ser utilizados em cursos on-line. Foi utilizado um sistema de gerenciamento de cursos on-line com ferramentas interativas e de fácil gerenciamento. O sistema escolhido permite a criação de cursos de forma modular, onde os componentes ou recursos de interação são escolhidos individualmente para cada ambiente novo criado. O objetivo deste trabalho foi a criação de um novo módulo para o sistema, que representa um laboratório remoto para realização de experimentos de aquisição de dados em instrumentos. Foi proposta uma arquitetura modular para laboratório remoto baseado em tecnologias de software livre, juntamente com a tecnologia de Web Services para integração entre o sistema de aquisição e o ambiente de educação a distância. Este trabalho oferece uma nova abordagem para instrumentação remota, fornecendo não apenas a extensão de um laboratório através da Internet e de sistemas distribuídos, mas também ferramentas interativas de educação a distância, favorecendo a interação e a comunicação entre usuários. / This work presents the development of a data acquisition system to control experiments in measurement instruments through GPIB interface. The system created is intended to be applied for educational purposes, thus it was integrated to an online learning environment, enabling remote access to real instruments, to be used in e-learning courses. It was used an open source environment with interactive tools and easy management. Chose system allows modular e-learning courses creation, which learning components or interactive resources can be selected independently. The aim was to create a new module, representing a remote laboratory, to perform data acquisition experiments in instruments. It was proposed a modular architecture to remote laboratory based on open source technologies. It includes Web Services architecture to integrate data acquisition system and distance education environment. This research presents a differential approach for remote instrumentation. It represents not only an internet extension for laboratory, but also offer distance education interactive resources to improve user communication.
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Virtual instrumentation: Introduction of virtual

Ödlund, Erika January 2007 (has links)
<p>The Large Hadron Collider (LHC) is the next large particle accelerator developed at CERN, constructed to enable studies of particles. The acceleration of the particles is carried out using magnets operating at about 1.9 K, a temperature achieved by regulating flow of superfluid helium. For economical reasons, control of the helium flow is based on feedback of virtual flow meter (VFT) estimates instead of real instrumentation.</p><p>The main purpose of this work is to develop a virtual flow meter with the possibility to estimate the flow by means of two different flow estimation methods; the Samson method that has previously been tested for the LHC, and the Sereg- Schlumberger method that has never before been implemented in this environment.</p><p>The virtual flow meters are implemented on PLCs using temperature and pressure measurements as input data, and a tool for generating the virtual flow meters and connect them to the appropriate physical instrumentation has also been developed.</p><p>The flow through a valve depends, among others, on some pressure and temperature dependent physical properties that are to be estimated with high accuracy. In this project, this is done by bilinear interpolation in twodimensional tables containing physical data, an approach that turned out to be more accurate than the previously used method with polynomial interpolation.</p><p>The flow measurement methods have been compared. Since they both derive from empirical studies rather than physical relations it is quite futile to find theoretical correspondencies, but the simulations of the mass flows can be compared. For low pressures, the results are fairly equal but they differ more for higher pressures. The methods have not been validated against true flow rates since there were no real measurements available before the end of this project.</p> / <p>Le Grand Collisionneur de Hadrons (Large Hadron Collider, LHC) est le prochain grand accélérateur de particules du CERN, construit pour permettre l’étude des particules. L’accélération des particules sera réalisée en utilisant des aimants supraconducteurs qui fonctionneront à 1.9 K et la température sera régulée en contrôlant le débit d’hélium superfluide. Pour des raisons économiques, la régulation du débit d’hélium sera basée sur les réponses des estimations des débitmètres</p><p>virtuels (Virtual flow meters, VFT) au lieu d’instrumentation réelle.</p><p>Le but principal de ce projet est de développer un débitmètre virtuel qui estimera le débit avec deux méthodes différentes ; la méthode Samson qui a déjà été mise en oeuvre pour le LHC, et la méthode Sereg-Schlumberger qui n’a pas encore été implémentée dans cet environnement.</p><p>Les débitmètres virtuels seront implémentés sur des PLCs avec des mesures de température et de pression comme données d’entrée. De plus, un outil pour générer les débitmètres et les relier avec l’instrumentation physique adéquat a été développé.</p><p>Le débit à travers d’une vanne dépend entre autres des propriétés physiques qui dépendent à leur tour de la température et de la pression. Ces propriétés devront être estimées avec une grande précision. Dans ce projet, cela est fait en appliquant une interpolation bilinéaire dans des tableaux de deux dimensions. Cette méthode s’est montrée plus précise qu’avec une méthode d’interpolation polynomiale.</p><p>Les deux méthodes de mesures de débit ont été comparées. Elles dérivent toutes les deux des études empiriques et non physiques, alors les similarités théoriques sont donc peu pertinentes, mais les résultats des simulations des débits peuvent être comparés. Pour des pressions basses, les méthodes sont quasiment équivalentes, mais les différences sont plus importantes pour les pressions plus hautes. Étant donné qu’il n’y avait pas de mesures disponibles avant la fin de ce projet, les méthodes n’ont pas été validées avec des débits réels.</p>
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Virtual instrumentation: Introduction of virtual

Ödlund, Erika January 2007 (has links)
The Large Hadron Collider (LHC) is the next large particle accelerator developed at CERN, constructed to enable studies of particles. The acceleration of the particles is carried out using magnets operating at about 1.9 K, a temperature achieved by regulating flow of superfluid helium. For economical reasons, control of the helium flow is based on feedback of virtual flow meter (VFT) estimates instead of real instrumentation. The main purpose of this work is to develop a virtual flow meter with the possibility to estimate the flow by means of two different flow estimation methods; the Samson method that has previously been tested for the LHC, and the Sereg- Schlumberger method that has never before been implemented in this environment. The virtual flow meters are implemented on PLCs using temperature and pressure measurements as input data, and a tool for generating the virtual flow meters and connect them to the appropriate physical instrumentation has also been developed. The flow through a valve depends, among others, on some pressure and temperature dependent physical properties that are to be estimated with high accuracy. In this project, this is done by bilinear interpolation in twodimensional tables containing physical data, an approach that turned out to be more accurate than the previously used method with polynomial interpolation. The flow measurement methods have been compared. Since they both derive from empirical studies rather than physical relations it is quite futile to find theoretical correspondencies, but the simulations of the mass flows can be compared. For low pressures, the results are fairly equal but they differ more for higher pressures. The methods have not been validated against true flow rates since there were no real measurements available before the end of this project. / Le Grand Collisionneur de Hadrons (Large Hadron Collider, LHC) est le prochain grand accélérateur de particules du CERN, construit pour permettre l’étude des particules. L’accélération des particules sera réalisée en utilisant des aimants supraconducteurs qui fonctionneront à 1.9 K et la température sera régulée en contrôlant le débit d’hélium superfluide. Pour des raisons économiques, la régulation du débit d’hélium sera basée sur les réponses des estimations des débitmètres virtuels (Virtual flow meters, VFT) au lieu d’instrumentation réelle. Le but principal de ce projet est de développer un débitmètre virtuel qui estimera le débit avec deux méthodes différentes ; la méthode Samson qui a déjà été mise en oeuvre pour le LHC, et la méthode Sereg-Schlumberger qui n’a pas encore été implémentée dans cet environnement. Les débitmètres virtuels seront implémentés sur des PLCs avec des mesures de température et de pression comme données d’entrée. De plus, un outil pour générer les débitmètres et les relier avec l’instrumentation physique adéquat a été développé. Le débit à travers d’une vanne dépend entre autres des propriétés physiques qui dépendent à leur tour de la température et de la pression. Ces propriétés devront être estimées avec une grande précision. Dans ce projet, cela est fait en appliquant une interpolation bilinéaire dans des tableaux de deux dimensions. Cette méthode s’est montrée plus précise qu’avec une méthode d’interpolation polynomiale. Les deux méthodes de mesures de débit ont été comparées. Elles dérivent toutes les deux des études empiriques et non physiques, alors les similarités théoriques sont donc peu pertinentes, mais les résultats des simulations des débits peuvent être comparés. Pour des pressions basses, les méthodes sont quasiment équivalentes, mais les différences sont plus importantes pour les pressions plus hautes. Étant donné qu’il n’y avait pas de mesures disponibles avant la fin de ce projet, les méthodes n’ont pas été validées avec des débits réels.
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Laboratório remoto baseado em software livre para realização de experimentos didáticos. / Remote laboratory based on open source software to perform educational experiments.

Luciano Ogiboski 15 June 2007 (has links)
Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um sistema de aquisição de dados para controlar experimentos em instrumentos de medidas através da interface GPIB. O sistema criado tem objetivos educacionais e foi integrado a um ambiente de educação a distância, permitindo o acesso remoto a instrumentos reais para que possam ser utilizados em cursos on-line. Foi utilizado um sistema de gerenciamento de cursos on-line com ferramentas interativas e de fácil gerenciamento. O sistema escolhido permite a criação de cursos de forma modular, onde os componentes ou recursos de interação são escolhidos individualmente para cada ambiente novo criado. O objetivo deste trabalho foi a criação de um novo módulo para o sistema, que representa um laboratório remoto para realização de experimentos de aquisição de dados em instrumentos. Foi proposta uma arquitetura modular para laboratório remoto baseado em tecnologias de software livre, juntamente com a tecnologia de Web Services para integração entre o sistema de aquisição e o ambiente de educação a distância. Este trabalho oferece uma nova abordagem para instrumentação remota, fornecendo não apenas a extensão de um laboratório através da Internet e de sistemas distribuídos, mas também ferramentas interativas de educação a distância, favorecendo a interação e a comunicação entre usuários. / This work presents the development of a data acquisition system to control experiments in measurement instruments through GPIB interface. The system created is intended to be applied for educational purposes, thus it was integrated to an online learning environment, enabling remote access to real instruments, to be used in e-learning courses. It was used an open source environment with interactive tools and easy management. Chose system allows modular e-learning courses creation, which learning components or interactive resources can be selected independently. The aim was to create a new module, representing a remote laboratory, to perform data acquisition experiments in instruments. It was proposed a modular architecture to remote laboratory based on open source technologies. It includes Web Services architecture to integrate data acquisition system and distance education environment. This research presents a differential approach for remote instrumentation. It represents not only an internet extension for laboratory, but also offer distance education interactive resources to improve user communication.
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Desenvolvimento de um sistema de espectroscopia de impedância elétrica multicanal / Multichannel electrical impedance spectroscopy system

Pereira, Rogério Martins 30 July 2009 (has links)
Made available in DSpace on 2016-12-12T17:38:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rogerio Martins Pereira.pdf: 8981376 bytes, checksum: 99bc38e35b4ba47ede892b1ed9f09d6b (MD5) Previous issue date: 2009-07-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Over 40 years the Electrical Impedance Spectroscopy (EIS) has been used to investigate pathologies in biological tissues by analyzing its electrical properties and associate them to a tissue equivalent circuit model. The EIS technique consists of applying a multifrequency current of constant amplitude by two electrodes, measuring the resulting potential by other two electrodes and then extract the electrical parameters from a tissue model by calculating the transfer impedance (ZT). The main objective of this work is to develop an EIS multichannel system for impedance probes within the frequency range of 500 Hz to 1 MHz. A voltage controlled current source (VCCS) circuit and a fully controlled multiplexing system were developed. The potentials were measured by a Data Acquisition (DAQ) board. A software developed in LabVIEW was implemented in order to control and calibrate the hardware, and also to process the data in the calculation of the complex impedance and its electric tissue parameters. In order to present the data and to get an easy-to-use front panel, a graphical interface was developed. This allows one to select both injecting and measuring channels, to present the measured signal in real time and in the frequency domain, which can be chosen between the modulus and phase of the transfer impedance ZT. Preliminary tests were made in the hardware by using resistive loads. The results showed that the frequency response of the developed EIS multichannel system is band limited. Therefore, a compensation process technique was implemented and then fully tested. The results showed that the compensation technique increases the accuracy of the system to approximately 95% in the range of 500 Hz to 1 MHz, with resistive loads. Measurements in tissue equivalent circuits (phantoms) were made and its electrical tissue parameters were calculated. The results showed that the measured data can be easily fitted to the phantoms with a maximum error of 5%. Tissue impedances were measured by an electrode impedance probe. Firstly, the probe was calibrated by using saline solutions with conductivities from 1,0 to 10,0 mS/cm. The objective was to reconstruct the conductivities from measured data. The results showed na accuracy of 98% in the reconstruction within the frequency range of 500 Hz to 200 kHz. Second, measurements in five different samples of bovine tissue were made and their respective electrical parameters were calculated. In order to characterize the bovine tissue, the reactive part of the transfer impedance was plotted against the resistive part and their respective electric parameters were calculated. It can be concluded that the performance of the developed EIS multichannel system was achieved in the frequency range of 500 Hz to 200 kHz. Stray capacitances from the multiplexing system, cable capacitances and the input capacitance of the DAQ board reduced the system frequency range. However, feasible tissue data can be obtained by this system and so tissue characterization may be performed for pathologies identification. / O processo em Espectroscopia de Impedância Elétrica (EIE) para levantamento da impedância elétrica consiste na injeção de uma corrente CA de amplitude constante, ao longo de uma faixa de freqüência, através de dois eletrodos, na medição do potencial resultante e, então, no cálculo da impedância de transferência ZT. EIE é uma técnica usada na determinação de patologias em tecidos biológicos através da análise dos parâmetros elétricos equivalentes do tecido. Estes parâmetros são obtidos através da medição da impedância de transferência do material analisado. O objetivo deste trabalho é desenvolver um sistema EIE multicanal, utilizado em sondas com até oito eletrodos, operando na faixa de freqüência de 500 Hz a 1 MHz. No circuito eletrônico do sistema foi desenvolvida uma fonte de corrente controlada por tensão e um sistema de multiplexação e demultiplexação. Através de uma placa de aquisição de dados, uma plataforma de controle foi desenvolvida em LabVIEW, dispondo de funções especiais para o cálculo da impedância complexa e dos parâmetros elétricos dos tecidos, para a calibração e o armazenamento dos dados. Também foi desenvolvida uma interface gráfica amigável para a manipulação dos dados e seleção dos canais de medição e apresentação dos sinais medidos em tempo real e no domínio da freqüência através do espectro da impedância ZT e das suas componentes: módulo e fase. Testes foram realizados no sistema utilizando cargas puramente resistivas. Os resultados mostraram que o sistema EIE responde de maneira não linear com a freqüência. Após o processo de compensação, obteve-se uma exatidão de 95% na faixa de 500 Hz a 1 MHz. Medições em phantoms (circuitos equivalentes elétricos de tecidos) foram feitas, mostrando que seus respectivos parâmetros podem ser calculados com uma exatidão média de 95%. Utilizando uma sonda de eletrodos, o sistema EIE+sonda foi calibrado através de soluções salinas com condutividades na faixa de 1,0 a 10,0 mS/cm. Os resultados mostraram uma exatidão de 98% no cálculo das condutividades até 200 kHz. Medições feitas em leite de vaca mostraram que é possível identificar o seu teor de gordura. Medições em cinco amostras diferentes de tecido bovino foram feitas e seus respectivos parâmetros elétricos foram calculados. De maneira geral, o sistema EIE multicanal desenvolvido apresentou desempenho satisfatório, embora capacitâncias parasitas nos circuitos, no cabo da sonda e na placa de aquisição prejudicaram sua exatidão nas altas freqüências. Pode-se concluir que é de fundamental importância o uso de técnicas de compensação e calibração para que medições em tecidos biológicos sejam possíveis com este equipamento.

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