Free Press

Cu orice proiect sau experiment pe care îl întreprindeți, datele pe care le produce vor determina în cele din urmă roadele muncii dumneavoastră. Fără date, nu am putea înțelege cum funcționează de fapt un sistem.
De exemplu, dacă doriți să instalați o bobină de încălzire care poate ajuta obiectul să atingă o anumită temperatură, nu puteți înțelege nivelul de succes al acesteia fără a măsura temperatura. O sarcină simplă ca măsurarea și înregistrarea temperaturii este ca și Achiziția de date. Un alt exemplu este măsurarea și înregistrarea diferenței de curent pe o rezistență.
În esență, achiziția de date este un proces care implică colectarea de informații pentru a înțelege fenomenul electric sau fizic folosind senzori, un dispozitiv de măsurare și un computer. Împreună, aceste componente formează un sistem de achiziție de date sau un sistem DAQ.
În acest ghid, veți afla despre:

• Ce este un sistem DAQ?
• Componentele de bază ale unui sistem DAQ
• Cum se face o măsurătoare cu un dispozitiv DAQ?
• Factori care afectează acuratețea măsurătorilor
• Beneficii ale utilizării dispozitivelor DAQ
• Aplicații importante ale sistemului DAQ

Deci, să începem.

Ce este un sistem DAQ?

După cum am discutat deja, DAQ sau achiziția de date cuprinde un sistem de măsurare și un calculator care poate măsura proprietăți electrice sau fizice și le poate înregistra pentru analize ulterioare.
Conceptul de DAQ a fost introdus în 1963, unde se învârtea în principal în jurul monitorizării sau controlului unei entități fizice cu ajutorul unui software. IBM a fost primul care a anunțat un calculator realizat exclusiv pentru sarcini de achiziție de date, numit IBM 7700 Data Acquisition system.
În 1964, IBM 7700 a fost înlocuit cu un sistem de achiziție și control al datelor IBM 1800, mai puternic. Odată cu progresul tehnologic, capacitățile de calcul s-au schimbat drastic astăzi, permițându-ne să procesăm și să stocăm rapid date în numeroase moduri.
SistemeleDAQ sunt un exemplu excelent în acest sens. Aceste dispozitive sunt capabile să capteze date de la un sistem real și să stocheze aceste date într-un format ușor de recuperat pentru o analiză inginerească sau științifică ulterioară.
Considerând intuitivitatea sistemelor DAQ, aceste sisteme de măsurare bazate pe calculator sunt de o importanță critică într-o varietate de verticale care au nevoie de precizie, cum ar fi construcțiile, electronica, producția și fabricarea, pentru a numi doar câteva.
Sistemele DAQ sunt fie portabile, fie pot fi operate de la distanță. Sistemele DAQ portabile sunt utile atunci când vi se cere să efectuați citiri ale unui specimen cu care puteți interacționa fizic. Măsurătorile DAQ de la distanță sunt efectuate acolo unde prezența umană este incompatibilă.
Componente de bază ale unui sistem DAQMașinile IBM din 1960 erau computere gigantice de 1,80 m înălțime. Din fericire, sistemele DAQ moderne sunt compacte, dar de multe ori mai puternice decât predecesorii lor.
Anii de progrese tehnologice în domeniul electronicii au făcut posibilă existența unor astfel de mașini elegante care nu fac compromisuri în ceea ce privește acuratețea măsurătorilor.
Un sistem DAQ de bază este format din patru părți:
Senzori
Senzorii sau traductorii interacționează cu subiectul măsurat, fie direct, fie indirect (cu sau fără contact). Aceștia transformă valorile fizice în semnale electrice. Tipul de senzori utilizați într-un sistem DAQ variază în funcție de natura aplicației sale.
De exemplu, măsurarea temperaturii necesită un senzor de temperatură, în timp ce un senzor fotovoltaic este util pentru măsurarea luminii. Funcția lor comună este de a transforma semnalele analogice, cum ar fi lumina, temperaturile, viteza etc., în semnale digitale pentru calculator. Sistemele DAQ utilizează senzori de înaltă calitate care oferă citiri precise cu zgomot minim sau fără zgomot.
Transmisie/condiționare semnal
Semnalul electric impus de senzori nu poate fi utilizat direct, deoarece are nevoie de modificare. Această modificare este necesară deoarece semnalele conțin adesea zgomot sau ar putea fi slabe până la un punct în care sistemul DAQ nu le poate măsura.
În consecință, un circuit suplimentar este utilizat pentru a optimiza semnalele, denumit condiționer de semnal. Procesul de optimizare a semnalelor este cunoscut sub numele de condiționare a semnalelor.
Condiționerul de semnal utilizează circuite de filtrare pentru a separa zgomotul de semnalul real și utilizează un circuit de amplificare pentru a întări semnalele slabe. Acestea sunt două dintre funcțiile comune pe care le întreprind.
Există chiar mai multe procese, cum ar fi calibrarea, liniarizarea și excitarea, care pot fi realizate cu un circuit de condiționare a semnalelor adecvat. Selectarea circuitului de condiționare a semnalului depinde în mare măsură de caracteristicile senzorului.
Hardware-ulDAQ
Hardware-ulDAQ este entitatea hardware conectată între calculator și senzori. Hardware-ul DAQ este conectat la calculator fie prin intermediul porturilor USB, fie prin sloturile PCI-Express de pe placa de bază.
Hardware-ul DAQ preia semnalele analogice de la senzori și le convertește în semnale digitale care pot fi citite de calculatoare. Dar, aceasta este doar una dintre funcțiile hardware-ului DAQ.
Câteva dintre caracteristicile comune ale unui sistem DAQ sunt:
ADC: Convertește semnalele analogice în semnale digitale
Convertor digital-analogic: Suport pentru intrarea și ieșirea semnalelor binare
RS232, RS485: Busuri de interfață folosite pentru a comunica cu alte dispozitive
Intrare cu un singur capăt: Suport pentru preluarea intrărilor de la fire single-ended
Există chiar și un hardware DAQ de sine stătător care poate funcționa de unul singur, fără a necesita o conexiune la un computer. Acest lucru este posibil prin intermediul unui procesor și al unei unități de calcul încorporate în hardware-ul DAQ. Hardware-ul DAQ autonom este capabil să ajute utilizatorii cu reprezentarea datelor în timp real.
Osciloscoapele și înregistratoarele de date autonome sunt exemplele principale de sisteme DAQ care pot funcționa fără un computer.
Computerul
Piesa finală a lanțului DAQ este un computer care adună toate datele care vin prin hardware-ul DAQ pentru o analiză ulterioară. Cu toate acestea, conectarea hardware-ului DAQ la un computer nu este suficientă pentru a da sens datelor.
Este nevoie de un software DAQ care utilizează datele de la hardware-ul DAQ pentru a crea rezultate lizibile și semnificative. Cu alte cuvinte, software-ul DAQ acționează ca un strat între utilizator și hardware-ul DAQ. Calculatoarele sunt esențiale pentru a efectua calcule de ordin superior cu datele colectate de la DAQ.

.