IMPACTO DE LA RESOLUCIÓN DE LA CUANTIFICACIÓN DE ERRORES DE MEDICIÓN EN SENSORES DE MONÓXIDO DE CARBONO CON ADC DE 10 Y 16 BITS
IMPACT OF THE RESOLUTION OF THE QUANTIFICATION OF MEASUREMENT ERRORS IN CARBON MONOXIDE SENSORS WITH ADC OF 10 AND 16 BITS
Victor M. Mora-Romo1, Mónica C. Villalobos-López2 (1) Tecnológico Nacional de México/Instituto Tecnológico de Aguascalientes, Departamento de Posgrado, Av. López Mateos 1802 Ote, Aguascalientes – México, (2) Tecnológico Nacional de México/Instituto Tecnológico de Aguascalientes, Departamento de Ingeniería Química, Av. López Mateos 1802 Ote, Aguascalientes – México
Resumen
La presente investigación realiza un análisis comparativo del impacto de la resolución de cuantificación en la medición precisa del monóxido de carbono (CO), utilizando sensores MQ7 con convertidores analógico-digitales (ADC) de 10 y 16 bits. Donde se lleva a cabo una evaluación exhaustiva del rango de amplitud de las mediciones obtenidas. Además, se procede a calcular la relación señal a ruido (SNR, por sus siglas en inglés) con el fin de evaluar la calidad de la señal capturada en comparación con el ruido introducido durante el proceso de cuantificación. Dicho cálculo se lleva a cabo para ambas resoluciones de ADC y se expresa en decibeles (dB). Por último, se realiza una evaluación minuciosa de la distorsión armónica total (THD, por sus siglas en inglés), la cual representa la cantidad de distorsión presente en la señal como consecuencia del proceso de cuantificación. Se calcula el THD para ambas configuraciones de medición y se expresa como un porcentaje. Estos resultados son esenciales para determinar la resolución óptima de cuantificación en aplicaciones de detección de CO, contribuyendo así al desarrollo de sensores más precisos y confiables en la detección.
Abstract
This research presents a comparative analysis of the impact of quantization resolution on the accurate measurement of carbon monoxide (CO) using MQ7 sensors with 10-bit and 16-bit analog-to-digital converters (ADCs). A comprehensive evaluation of the measurement range is conducted, and the signal-to-noise ratio (SNR) is calculated to assess the quality of the captured signal in relation to quantization noise. The SNR calculation is performed for both ADC resolutions and expressed in decibels (dB). Furthermore, a detailed assessment of total harmonic distortion (THD), representing the amount of distortion in the signal due to quantization, is carried out. THD is calculated for both measurement configurations and expressed as a percentage. These findings are crucial for determining the optimal quantization resolution in CO detection applications, thereby contributing to the development of more accurate and reliable sensors in this field.
Palabras clave: convertidores analógico-digitales (ADC), relación señal-ruido (SNR), ruido de cuantificación, distorsión armónica total (THD) Keywords: analog-to-digital converters (ADCs), signal-to-noise ratio (SNR), quantization noise, total harmonic distortion (THD)