Na ciência , a instrumentação é uma técnica de utilização de instrumentos de medição , atuadores , sensores , reguladores , para criar um sistema de aquisição ou controle de dados .
A instrumentação é utilizada em diversos campos e setores de atividade ( indústria , pesquisa e desenvolvimento , universidades , etc. ). Por exemplo, permitirá:
A cadeia de instrumentação é composta da seguinte forma:
Quantidade física → Sensor → Condicionamento e processamento de sinais → Exploração.
O sensor transformará uma quantidade física em um sinal explorável (na maioria das vezes elétrico). Existem duas famílias principais de sensores: passivos e ativos. Dependendo da família, o condicionamento será diferente.
O condicionador terá que converter a grandeza elétrica na saída do sensor em uma voltagem cuja amplitude ou frequência reflita a evolução temporal da grandeza física. No entanto, devemos também compensar o efeito das grandezas que influenciam (exemplo: leve em consideração o campo magnético terrestre para um magnetômetro ). Finalmente, será necessário atualizar e filtrar o sinal para poder utilizá-lo (exemplo: filtro anti-aliasing antes de um conversor analógico-digital ). A implementação do condicionador faz uso extensivo de eletrônicos analógicos .
Se o sensor for resistivo (a quantidade física faz com que um valor de resistência mude), uma ponte de resistência pode ser usada. Se o sensor for reativo (a quantidade física faz com que um valor de impedância mude), um conjunto potenciométrico ou um oscilador pode ser usado.
Geralmente será necessário amplificar o sinal com um amplificador simples ou um amplificador de instrumentação, conforme o caso.
Finalmente, devemos projetar o sistema que tornará o sinal útil. Freqüentemente, será um computador com uma placa de aquisição. Podemos então criar um instrumento virtual (com o LabVIEW, por exemplo) que será capaz de mostrar a magnitude e gravá-la no disco. Também pode ser um display LED ou apontador ( analógico ).
Além disso, existe também uma forma de calibrar o sensor via software de processamento de dados (tipo LabVIEW) através de comandos de computador enviados na linguagem do instrumento de medição (geralmente BASIC , mas alguns fabricantes estão desenvolvendo cada vez mais sua própria linguagem de comunicação com seus instrumentos), e isso após cada medição, garantindo assim uma maior precisão.