La instrumentación virtual es un concepto introducido por la compañía nacional
sInstrumentos (2001). En el año de 1983, truchard y kodosky, de national instruments, decidieron enfrentar el problema de crear un software que permitiera utilizar la computadora personal como un instrumento para realizar mediciones. Tres años fueron necesarios para crear la primera versión del software que permitió, de una manera gráfica y sencilla, diseñar un instrumento en la computadora. De esta manera surge el concepto de instrumento virtual, definido como, “un instrumento que no es real, se ejecuta en una computadora y tiene sus funciones definidas por software.” (National instruments, 2001).

A este software le dieron el nombre delaboratory virtual instrument engineering
workbench
, más comúnmente conocido por las siglas labview. a partir del concepto de instrumento virtual, se define la instrumentación virtual como un sistema de medición, análisis y control de señales físicas con un PC por medio de instrumentos virtuales. labview, el primer software empleado para diseñar instrumentos en la PC, es un software que emplea una metodología de programación gráfica, a diferencia de los lenguajes de programación tradicionales. su código no se realiza mediante secuencias de texto, sino en forma gráfica, similar a un diagrama de flujo.

Instrumentación virtual

La instrumentación virtual nace a partir del uso de la computadora como forma de reemplazar equipos físicos por software y así manejar la computadora como si realmente fuese un instrumento real. El usuario opera un instrumento que no es real, realiza mediciones con él, se ejecuta en una computadora, pero realiza las mismas funciones que un instrumento real. El concepto de la instrumentación virtual es de reemplazar elementos hardware por software obteniendo sus mejores ventajas e incluso mejorándolas. De esta manera el usuario final del sistema solo ve la representación gráfica de las variables manipuladas en el sistema y botones de control virtuales en la pantalla del ordenador. el concepto de instrumentación virtual implica adquisición de señales, el procesamiento, análisis, almacenamiento, distribución y despliegue de los datos e información relacionados con la medición de una o varias señales, interfaz hombre máquina, visualización, monitoreo y supervisión remota del proceso, la comunicación con otros equipos, etc. un sistema de instrumentación virtual está enfocado a los instrumentos encargados de medir señales, registrar datos y decidir las acciones de control, evidentemente, se requiere de una etapa de actuación, que conforma la interfaz entre la computadora y el sistema a controlar, por tanto esta etapa implica drivers de potencia o transductores de señal especiales. Además, existen otras etapas auxiliares que no intervienen en el proceso de medida, como es el caso del subsistema de alimentación. En los últimos 20 años, el auge en el uso de las computadoras generó un cambio en la instrumentación de ensayos, mediciones y automatización. Un importante resultado de la ubicuidad de la computadora es la instrumentación virtual, la cual ofrece varias ventajas a científicos e ingenieros que requieran mayor calidad, rendimiento y eficiencia. Un instrumento virtual consiste básicamente de una computadora tradicional o una estación de trabajo, software de instrumentación, hardware que suele ser económico y los drivers que actualmente existen para prácticamente cualquier sistema operativo.

Algunos paquetes de software utilizados para este fin son:
• labview
• matlab simulink
• cyber tools
• agilent-vee (anteriormente hp-vee)
• beta instruments manager

El hardware usado generalmente se conecta vía los siguientes puertos:
• isa
• pci
• USB
• rs-232
• rs-422
• PCMCIA
• paralelo epp
• compact pci
• camac
• PC/104
• vmebus
• vxi gpib

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Es decir, el PC comienza a ser utilizado para realizar mediciones de fenómenos físicos representados en señales de corriente (ej. 4-20ma) y/o voltaje (ej. (0-5vdc). sin embargo, el concepto de “instrumentación virtual” va más allá de la simple medición de corriente o voltaje, sino que también involucra el procesamiento, análisis, almacenamiento, distribución y despliegue de los datos e información relacionados con la medición de una o varias señales específicas. es decir, el instrumento virtual no se conforma con la adquisición de la señal, sino que también involucra la interfaz hombre máquina, las funciones de análisis y procesamiento de señales, las rutinas de almacenamiento de datos y la comunicación con otros equipos. Como un ejemplo; el osciloscopio tradicional viene con parámetros de diseño y funcionalidad predefinidos por el fabricante. Es decir, la funcionalidad de este equipo está dada por el fabricante y no por el usuario, quien sólo se limita a utilizar sus características. El concepto virtual surge del hecho de que cuando se utiliza la computadora es el usuario mismo quien define los parámetros de funcionalidad y apariencia de dicho dispositivo, por esto se dice que el instrumento es virtualizado, ya que sus parámetros pueden ser modificados a gusto del usuario y no del fabricante, según sea preciso. En la figura 1 se muestra un ejemplo de un instrumento virtual hecho con labview:

instrumento virtual hecho con labviewinstrumento virtual hecho con labview

instrumento virtual hecho con labviewinstrumento virtual hecho con labview

Imagen 1: Panel frontal de un instrumento hecho con labview debido a que están basados en pc, los instrumentos virtuales aprovechan inherentemente las ventajas de la tecnología. estos avances en tecnología y rendimiento incluyen poderosos procesadores, tales como el pentium 4, y sistemas operativos y tecnologías tales como microsoft windows xp, .net y el apple mac os x. los 10 instrumentos convencionales también adolecen de naturaleza portátil, en cambio, los instrumentos virtuales que corren en computadoras portátiles incorporan automáticamente esa naturaleza portátil el instrumento virtual es definido entonces como una capa de software y hardware que se le agrega a un pc en tal forma que permite al usuario interactuar con la computadora como si estuviese utilizando su propio instrumento electrónico hecho a la medida.

En la tabla 1 presentada abajo se resumen las principales diferencias entre el instrumento convencional y el instrumento virtual

principales diferencias entre el instrumento convencional y el instrumento virtual

principales diferencias entre el instrumento convencional y el instrumento virtual

Algunos beneficios de la instrumentación virtual son:

Flexibilidad
• Bajo costo de mantenimiento
• Reusabilidad
• Personalización de cada instrumento
• Rápida incorporación de nuevas tecnologías
• Bajo costo por función LuisInstrumentación

La instrumentación virtual es un concepto introducido por la compañía nacional sInstrumentos (2001). En el año de 1983, truchard y kodosky, de national instruments, decidieron enfrentar el problema de crear un software que permitiera utilizar la computadora personal como un instrumento para realizar mediciones. Tres años fueron necesarios para crear la...