Avec tout projet ou expérience que vous entreprenez, les données qu’il produit détermineront finalement les fruits de votre travail. Sans données, nous ne serions pas en mesure de comprendre comment un système fonctionne réellement.
Par exemple, si vous voulez mettre en place un serpentin de chauffage qui peut aider l’objet à atteindre une température spécifique, vous ne pouvez pas comprendre son niveau de réussite sans mesurer la température. Une tâche aussi simple que la mesure et l’enregistrement de la température est appelée acquisition de données. Un autre exemple est la mesure et l’enregistrement de la différence de courant à travers une résistance.
En substance, l’acquisition de données est un processus qui implique la collecte d’informations pour comprendre le phénomène électrique ou physique en utilisant des capteurs, un dispositif de mesure et un ordinateur. Ensemble, ces composants forment un système d’acquisition de données ou système DAQ.
Dans ce guide, vous apprendrez :
- Qu’est-ce qu’un système DAQ ?
- Composants de base d’un système DAQ
- Comment mesurer avec un dispositif DAQ ?
- Facteurs affectant la précision des mesures
- Avantages de l’utilisation des dispositifs DAQ
- Applications importantes du système DAQ
Alors, commençons.
Qu’est-ce qu’un système DAQ ?
Comme nous l’avons déjà vu, le DAQ ou acquisition de données comprend un système de mesure et un ordinateur qui peut mesurer des propriétés électriques ou physiques et les enregistrer pour une analyse ultérieure.
Le concept de DAQ a été introduit en 1963 où il tournait principalement autour de la surveillance ou du contrôle d’une entité physique avec un logiciel. IBM a été le premier à annoncer un ordinateur qui était uniquement fait pour les tâches d’acquisition de données, appelé le système d’acquisition de données IBM 7700.
L’IBM 7700 a été remplacé par un système d’acquisition de données et de contrôle IBM 1800 plus puissant en 1964. Avec les progrès de la technologie, les capacités informatiques ont radicalement changé aujourd’hui, nous permettant de traiter et de stocker rapidement des données de nombreuses façons.
Les systèmes DAQ en sont un excellent exemple. Ces dispositifs sont capables de capturer des données à partir d’un système réel et de stocker ces données dans un format facilement récupérable pour un examen technique ou scientifique ultérieur.
Considérant l’intuitivité des systèmes DAQ, ces systèmes de mesure informatisés sont d’une importance critique dans une variété de verticaux qui ont besoin de précision, tels que la construction, l’électronique, la production et la fabrication, pour n’en nommer que quelques-uns.
Les systèmes DAQ sont soit portatifs, soit peuvent être utilisés à distance. Les systèmes DAQ portatifs sont utiles lorsque vous devez prendre des mesures sur un spécimen avec lequel vous pouvez interagir physiquement. Les mesures DAQ à distance sont prises là où la présence humaine est incompatible.
Composants de base d’un système DAQLes machines IBM de 1960 étaient de gigantesques ordinateurs de 6 pieds de haut. Heureusement, les systèmes DAQ modernes sont compacts, mais plusieurs fois plus puissants que leurs prédécesseurs.
Des années d’avancées technologiques en électronique ont permis d’avoir des machines aussi élégantes qui ne font aucun compromis sur la précision des mesures.
Un système DAQ de base se compose de quatre parties :
Capteurs
Les capteurs ou transducteurs interagissent avec le sujet mesuré, directement ou indirectement (contact ou sans contact). Ils transforment les valeurs physiques en signaux électriques. Le type de capteurs utilisés dans un système DAQ varie en fonction de la nature de son application.
Par exemple, la mesure de la température nécessite un capteur de température, tandis qu’un capteur photovoltaïque est utile pour mesurer la lumière. Leur fonction commune est de transformer des signaux analogiques tels que la lumière, les températures, la vitesse, etc. en signaux numériques pour l’ordinateur. Les systèmes DAQ emploient des capteurs de haute qualité qui donnent des lectures précises avec un bruit minimal ou nul.
Transmission/Conditionnement du signal
Les signaux électriques imminents des capteurs ne peuvent pas être utilisés directement, car il faut les modifier. Cette modification est nécessaire car les signaux contiennent souvent du bruit ou peuvent être faibles au point que le système DAQ ne peut pas les mesurer.
C’est pourquoi un circuit supplémentaire est utilisé pour optimiser les signaux, appelé conditionneur de signaux. Le processus d’optimisation des signaux est connu sous le nom de conditionnement du signal.
Le conditionneur de signal utilise des circuits de filtrage pour séparer le bruit du signal réel et utilise un circuit d’amplification pour renforcer les signaux faibles. Ce sont deux des fonctions communes qu’ils entreprennent.
Il y a encore plus de processus comme la calibration, la linéarisation et l’excitation qui sont réalisables avec un circuit de conditionnement de signal approprié. La sélection du circuit de conditionnement du signal dépend largement des caractéristiques du capteur.
Matériel DAQ
Le matériel DAQ est l’entité matérielle connectée entre l’ordinateur et les capteurs. Le matériel DAQ est soit connecté à l’ordinateur par les ports USB, soit par les emplacements PCI-Express de la carte mère.
Le matériel DAQ reçoit les signaux analogiques des capteurs et les convertit en signaux numériques lisibles par les ordinateurs. Mais, ce n’est qu’une des fonctions du matériel DAQ.
Certaines des caractéristiques communes à un système DAQ sont :
ADC : Convertit les signaux analogiques en signaux numériques
Convertisseur numérique-analogique : Prise en charge de l’entrée et de la sortie de signaux binaires
RS232, RS485 : Bus d’interface utilisés pour communiquer avec d’autres appareils
Entrée asymétrique : Prise en charge de l’entrée à partir de fils asymétriques
Il existe même un matériel DAQ autonome qui peut fonctionner de manière indépendante sans nécessiter de connexion à un ordinateur. Cela est possible grâce à un processeur et une unité de calcul intégrés au matériel DAQ. Le matériel DAQ autonome est capable d’aider les utilisateurs à représenter les données en temps réel.
Les oscilloscopes Standalone et les enregistreurs de données sont des exemples parfaits de systèmes DAQ qui peuvent fonctionner sans ordinateur.
Ordinateur
La pièce finale de la chaîne DAQ est un ordinateur qui rassemble toutes les données qui passent par le matériel DAQ pour une analyse plus approfondie. Cependant, il ne suffit pas de connecter le matériel DAQ à un ordinateur pour donner un sens aux données.
Il faut un logiciel DAQ qui utilise les données du matériel DAQ pour créer des résultats lisibles et significatifs. En d’autres termes, le logiciel DAQ agit comme une couche entre l’utilisateur et le matériel DAQ. Les ordinateurs sont essentiels pour effectuer des calculs d’ordre supérieur avec les données recueillies par le DAQ.
- Comment mesurer avec un système DAQ
- Avantages d’un système DAQ
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