CHAPITRE I La chaîne d’acquisition

Concevoir la chaine d'acquisition 1 4 Architecture D Il s'agit de combinaisons des cas précédents Il faut alors résoudre le problème de synchronisation des données provenant des divers équipements Exemple: Architecture A et C Capteur 1 Capteur 2 Capteur 3 Capteur n PC RS 232 GPIB USB Fire wire Ethernet, etc u, i, f u, i, f u, i, f

CHAPITRE I La chaîne d’acquisition - restitution

Structure de la chaîne d’acquisition ESIEE Acquisition de données I 5 II Acquisition de plusieurs grandeurs Dans le cadre d’une chaîne d’acquisition traitant plusieurs capteurs (N) vers une même zone de stockage, il existe différentes structures qui différent en terme de performances et de coût

CHAPITRE 1 Généralités sur la chaîne d’acquisition des

LA CHAINE D’ACQUISITION DES DONNEES (1) a Introduction : La traduction par un capteur d’un mesurande en grandeur n’est généralement pas appropriée à son exploitation →Les capteurs sont les premiers éléments d’une chaîne de mesure ou chaîne d’acquisition de données Ce sont les interfaces entre le "monde physique" et le

Chaîne d’acquisition - MAJORICC Durée : 1 h 30 Les capteurs

Sachant qu'on n'utilise qu'un seul capteur, indiquez sur la photo du MAJORICC l'emplacement que vous prévoyez pour le capteur A l'aide d'un croquis et d'une explication, détaillez son implantation Il faut maintenant raccorder ce capteur à une entrée de l'automate programmable A l'aide du dossier technique,

Chaîne de mesure - LPSC

La chaîne d’acquisition Extraction de l’information: capteur - Physique Conversion en signal utile: conditionneur- Electronique Traitement analogique du signal: filtrage et amplification (d’instrumentation) Sélection – Multiplexage Numérisation, traitement et exploitation 2

Conception dun système dacquisition et de traitement de

2-2 Courbe d'étalonnage d'un capteur, son établissement 32 2-3a La mesure de e permet de retrouver T, 35 2-3b La mesure de V permet deretrouver F 36 2-3c La mesure de la f e m d'induction permet deconnaitre la 36 vitesse du déplacement 2-4 Mesure de la tension aux bornes d'un capteur 39 2-5 Structure d'un capteur composite 39

MODELISATION DE LA CHAINE D’ACQUISITION D’UNE MACHINE A

MODELISATION DE LA CHAINE D’ACQUISITION du capteur avec la pièce, de générer un front descendant Celui-ci est pris comme un ordre de lecture par le système

Chaîne de contrôle et dacquisition pour instruments

Dans le but d'apporter une contribution décisive aux systèmes de contrôle et d'acquisition des instruments géodynamiques “lents”2, l'O R B m'a donc proposé deux pôles de travail relativement indépendants : • concevoir et réaliser un système d'acquisition multi-canaux sur PC portable, souple à

CHAPITRE I

La chaîne d'acquisition - restitution

10101111

Micro

Filtre Passe Bas

Echantillonneur

Bloqueur

Filtre passe bas

Amplificateur

Enceinte1

0 1 0 1 1 1 1

Conversion

Analogique Numérique

Conversion

Numérique Analogique

Disque LaserStockageRestitutionAcquisitionOlivier FRANÇAIS, 2000

Structure de la chaîne d'acquisition ESIEE

Acquisition de données

I.2

SOMMAIRE

La chaîne d'acquisition - restitution

I PRINCIPE.......................................................................................................................................................................3

I.1 C I.2 A

MPLIFICATEUR DE SIGNAL........................................................................................................................................3

I.3 F

ILTRE D'ENTRÉE.......................................................................................................................................................3

I.4 L'

I.4 L

E CONVERTISSEUR ANALOGIQUE NUMÉRIQUE (CAN)...............................................................................................4

I.5 L

A ZONE DE STOCKAGE...............................................................................................................................................4

I.6 L

E CONVERTISSEUR NUMÉRIQUE ANALOGIQUE (CNA)...............................................................................................4

I.7 L

E FILTRE DE SORTIE..................................................................................................................................................4

I.8 A

MPLIFICATEUR DE PUISSANCE..................................................................................................................................4

I.9 P

ERFORMANCES GLOBALE..........................................................................................................................................4

II ACQUISITION DE PLUSIEURS GRANDEURS .....................................................................................................5

II.1 A

CQUISITION SÉQUENTIELLE DÉCALÉE......................................................................................................................5

II.2 A

CQUISITION SÉQUENTIELLE SIMULTANÉE................................................................................................................5

II.3 A

CQUISITION PARALLÈLE..........................................................................................................................................6

Structure de la chaîne d'acquisition ESIEE

Acquisition de données

I.3 Structure d'une chaîne d'acquisition numérique

I Principe

Une chaîne d'acquisition numérique peut se représenter selon la figure suivante :

CapteurAmplificateur

de signalFiltrageEchantillonneur

BloqueurCAN001

100
110
...(Te; Fe) (Fc)n bits

Figure 1: Structure de l'acquisition numérique

Elle est souvent associée à une chaîne de restitution :

FiltrageCNA

001 100
110
...(Fc) n bits

Amplificateur

de puissance

Sortie

Figure 2: Structure dela chaîne de restitution

On peut définir très simplement le rôle de chacun des éléments.

I.1 Capteur

Il est l'interface entre le monde physique et le monde électrique. Il va délivrer un signal

électrique image du phénomène physique que l'on souhaite numériser. Il est toujours associé à un

circuit de mise en forme.

I.2 Amplificateur de signal

Cette étape permet d'adapter le niveau du signal issu du capteur à la chaîne globale d'acquisition.

I.3 Filtre d'entrée

Ce filtre est communément appelé

filtre anti-repliement. Son rôle est de limiter le contenu

spectral du signal aux fréquences qui nous intéressent. Ainsi il élimine les parasites. C'est un filtre

passe bas que l'on caractérise par sa fréquence de coupure et son ordre.

I.4 L'échantillonneur

Son rôle est de prélever à chaque période d'échantillonnage (Te) la valeur du signal. On

l'associe de manière quasi-systématique à un bloqueur. Le bloqueur va figer l'échantillon pendant

Structure de la chaîne d'acquisition ESIEE

Acquisition de données

I.4

le temps nécessaire à la conversion. Ainsi durant la phase de numérisation, la valeur de la tension de

l'échantillon reste constante assurant une conversion aussi juste que possible. On parle d'échantillonneur bloqueur I.5 Le convertisseur analogique numérique (CAN) Il transforme la tension de l'échantillon (analogique) en un code binaire (numérique).

I.6 La zone de stockage

Elle peut être un support de traitement (DSP, ordinateur), un élément de sauvegarde (RAM, Disque dur) ou encore une transmission vers un récepteur situé plus loin. I.7 Le convertisseur numérique analogique (CNA) Il effectue l'opération inverse du CAN, il assure le passage du numérique vers l'analogique en restituant une tension proportionnelle au code numérique.

I.8 Le filtre de sortie

Son rôle est de " lisser » le signal de sortie pour ne restituer que le signal utile. Il a les mêmes caractéristiques que le filtre d'entrée.

I.9 Amplificateur de puissance

Il adapte la sortie du filtre à la charge.

I.10 Performances globale

I.10.1 Fréquence de fonctionnement

On peut définir la vitesse limite d'acquisition. Elle va dépendre du temps pris pour effectuer les opérations de :

Echantillonnage

ech T

Conversion T

conv - Stockage T stock Ainsi la somme de ces trois temps définit le temps minimum d'acquisition et donc la fréquence maximum de fonctionnement de la chaîne : stockconvechacq

TTTT++= soit

stockconvechmax

TTT1F++=

I.10.2 Résolution de la chaîne

La numérisation d'un signal génère un code binaire sur N bits. On obtient donc une précision de numérisation de %21 N

Il faut donc que tous les éléments de la chaîne de conversion aient au moins cette précision.

On leur demande en général une résolution absolue de (0.5* %21 N

Structure de la chaîne d'acquisition ESIEE

Acquisition de données

I.5

II Acquisition de plusieurs grandeurs

Dans le cadre d'une chaîne d'acquisition traitant plusieurs capteurs (N) vers une même zone

de stockage, il existe différentes structures qui différent en terme de performances et de coût.

N Capteurs

? 1 zone de stockage (traitement) numérique

II.1 Acquisition séquentielle décalée

Elle se base sur l'utilisation en amont d'un multiplexeur qui va orienter un capteur vers la chaîne unique d'acquisition :

MuxE/B

CAN

SéquenceurV1

V2 VN n

Figure 3: Structure séquentielle décalée

L'avantage de cette structure est bien évidemment son côté économique. Par contre il y a un décalage dans le temps des acquisitions. On réservera donc cette

structure ne nécessitant pas une synchronisation entre les données numérisées. De plus le temps

d'acquisition complet est à priori élevé car proportionnel au nombre de capteur.

II.2 Acquisition séquentielle simultanée

De manière à avoir des acquisitions " synchrones », on utilise la même structure que précédemment mais en utilisant des Echantillonneurs Bloqueurs (E/B) en amont du multiplexeur.

On est dans une situation d'E/B en tête.

MuxE/B

CAN

SéquenceurV1

V2 VN nE/B E/B Figure 4: Structure séquentielle simultannée

La prise des échantillons s'effectue au même instant, la conversion est effectuée de manière

progressive. Cela signifie que les E/B assurent un maintien de l'échantillon durant les N acquisitions sans introduire de pertes supérieures à la résolution du CAN.

Son coût est moyen.

Structure de la chaîne d'acquisition ESIEE

Acquisition de données

I.6

II.3 Acquisition parallèle

C'est la structure la plus complète puisqu'elle consiste à disposer N chaînes d'acquisition en

parallèle et de les connecter sur un bus de données commun. E/B CANV1 V2 VN n E/B E/B CAN n CAN n n

Figure 5: Structure parallèle

Avec cette structure, il est possible d'effectuer en même temps l'acquisition d'une donnée

pendant que l'on en stocke une autre. De même, toutes les conversions peuvent être simultanées, le

stockage s'effectuant après. Cela permet un gain de temps sur l'acquisition complète. Mais elle est

coûteuse.quotesdbs_dbs6.pdfusesText_11

[PDF] CHAPITRE I La chaîne d’acquisition - restitution

CHAPITRE I

La chaîne d'acquisition - restitution

10101111

Filtre Passe Bas

Echantillonneur

Bloqueur

Filtre passe bas

Amplificateur

Enceinte1

Conversion

Analogique Numérique

Conversion

Numérique Analogique

Structure de la chaîne d'acquisition ESIEE

Acquisition de données

SOMMAIRE

La chaîne d'acquisition - restitution

I.4 L'

II.1 A

II.2 A

II.3 A

Structure de la chaîne d'acquisition ESIEE

Acquisition de données

I Principe

CapteurAmplificateur

BloqueurCAN001

Figure 1: Structure de l'acquisition numérique

FiltrageCNA

Amplificateur

Sortie

Figure 2: Structure dela chaîne de restitution

I.1 Capteur

I.2 Amplificateur de signal

I.3 Filtre d'entrée

Ce filtre est communément appelé

I.4 L'échantillonneur

Structure de la chaîne d'acquisition ESIEE

Acquisition de données

I.6 La zone de stockage

I.8 Le filtre de sortie

I.9 Amplificateur de puissance

Il adapte la sortie du filtre à la charge.

I.10 Performances globale

I.10.1 Fréquence de fonctionnement

Echantillonnage

Conversion T

TTTT++= soit

TTT1F++=

I.10.2 Résolution de la chaîne

Structure de la chaîne d'acquisition ESIEE

Acquisition de données

II Acquisition de plusieurs grandeurs

N Capteurs

II.1 Acquisition séquentielle décalée

MuxE/B

SéquenceurV1

Figure 3: Structure séquentielle décalée

II.2 Acquisition séquentielle simultanée

On est dans une situation d'E/B en tête.

MuxE/B

SéquenceurV1

Son coût est moyen.

Structure de la chaîne d'acquisition ESIEE

Acquisition de données

II.3 Acquisition parallèle

Figure 5: Structure parallèle