Quel que soit le projet ou l'expérience que vous entreprenez, les données qu'il produit détermineront en fin de compte les fruits de votre travail. Sans données, nous ne serions pas en mesure de comprendre comment un système fonctionne réellement.
For example, if you want to set up a heating coil that can help the object to reach a specific temperature, you cannot understand its level of success without measuring the temperature. A simple task as measuring and recording the temperature is as Data Acquisition. Another example is measuring and recording the current difference across a resistor.
Par exemple, si vous souhaitez installer une bobine chauffante qui aide l'objet à atteindre une température spécifique, vous ne pouvez pas comprendre son niveau de réussite sans mesurer la température. Une tâche simple comme 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 consiste à collecter des informations afin de comprendre un phénomène électrique ou physique à l'aide de capteurs, d'appareils de mesure et d'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 ?
- Les composants de base d'un système DAQ
- Comment effectuer des mesures à l'aide d'un appareil DAQ ?
- Les facteurs qui influent sur la précision des mesures
- Les avantages liés à l'utilisation d'appareils DAQ
- Les applications importantes du système DAQ
Qu'est-ce qu'un système DAQ ?
Comme nous l'avons déjà mentionné, le DAQ ou Acquisition de données comprend un Système de mesure et un Ordinateur capable de mesurer des propriétés électriques ou physiques et de les enregistrer pour une analyse ultérieure.
Le concept de DAQ a été introduit en 1963, où il concernait principalement la surveillance ou le contrôle d'une entité physique à l'aide d'un logiciel. IBM a été le premier à annoncer un ordinateur exclusivement destiné aux tâches d'acquisition de données, appelé IBM 7700 Data Acquisition System.
L'IBM 7700 a été remplacé en 1964 par un système plus puissant, l'IBM 1800 Data Acquisition and Control System. Avec les progrès technologiques, les capacités de calcul ont considérablement évolué, nous permettant aujourd'hui de traiter et de stocker rapidement des données de nombreuses façons.
Les systèmes DAQ en sont un excellent exemple. Ces appareils sont capables de capturer des données à partir d'un système réel et de les stocker dans un format facilement récupérable pour une analyse technique ou scientifique ultérieure.
Compte tenu de l'intuitivité des systèmes DAQ, ces systèmes de mesure informatisés revêtent une importance cruciale dans divers secteurs verticaux qui exigent de la précision, tels que la construction, l'Électronique, la production et la fabrication, pour n'en citer que quelques-uns.
Les systèmes DAQ sont soit portables, soit télécommandés. Les systèmes DAQ portables sont utiles lorsque vous devez prendre des mesures sur un échantillon avec lequel vous pouvez interagir physiquement. Les mesures DAQ à distance sont prises lorsque la présence humaine est incompatible.
Composants de base d'un système DAQ Les machines IBM de 1960 étaient des ordinateurs gigantesques de 1,80 mètre de haut. Heureusement, les systèmes DAQ modernes sont compacts, mais beaucoup plus puissants que leurs prédécesseurs.
Des années de progrès technologiques dans le domaine de l'électronique ont permis de mettre au point des machines élégantes qui ne compromettent pas la précision des mesures.
Un système DAQ de base se compose de quatre parties :
Capteurs
Les capteurs ou transducteurs interagissent avec le sujet mesuré, soit directement, soit indirectement (avec ou sans contact). Ils convertissent 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 convertir des signaux analogiques tels que la lumière, la température, la vitesse, etc. en signaux numériques pour l'ordinateur. Les systèmes DAQ utilisent des capteurs de haute qualité qui fournissent des lectures précises avec un bruit minimal ou nul.
Transmission/conditionnement du signal
Les signaux électriques provenant des capteurs ne peuvent pas être utilisés directement, car ils doivent être modifiés. Cette modification est nécessaire car les signaux contiennent souvent du bruit ou peuvent être si faibles que le système DAQ ne peut pas les mesurer.
C'est pourquoi un circuit supplémentaire, appelé conditionneur de signal, est utilisé pour optimiser les signaux. Le processus d'optimisation des signaux est appelé conditionnement du signal.
Le conditionneur de signal utilise des circuits de filtrage pour séparer le bruit du signal réel et un circuit d'amplification pour renforcer les signaux faibles. Ce sont là deux des fonctions courantes qu'il remplit.
Il existe encore d'autres processus, tels que l'étalonnage, la linéarité et l'excitation, qui peuvent être réalisés à l'aide d'un circuit de conditionnement de signal approprié. Le choix du circuit de conditionnement de signal dépend en grande partie des caractéristiques du capteur.
Matériel DAQ
Le matériel DAQ est l'entité matérielle connectée entre l'ordinateur et les capteurs. Le matériel DAQ est connecté à l'ordinateur via les ports USB ou 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 là qu'une des fonctions du matériel DAQ.
Voici quelques-unes des fonctionnalités courantes d'un système DAQ :
ADC : convertit les signaux analogiques en signaux numériques
Convertisseur numérique-analogique : prend en charge l'entrée et la sortie de signaux binaires
RS232, RS485 : Bus d'interface utilisés pour communiquer avec d'autres appareils
Il existe même un matériel DAQ autonome qui peut fonctionner seul 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.
There is even a standalone DAQ hardware that can operate on its own without requiring a connection to a computer. This is possible through a processor and computing unit embedded within the DAQ hardware. Standalone DAQ hardware is capable of helping users with real-time data representation.
Les oscilloscopes et les Enregistreurs de données autonomes sont des exemples parfaits de systèmes DAQ pouvant fonctionner sans ordinateur.
Ordinateur
Le dernier maillon de la chaîne DAQ est un ordinateur qui recueille toutes les données provenant du matériel DAQ pour les analyser. 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 sert de couche intermédiaire entre l'utilisateur et le matériel DAQ. Les ordinateurs sont essentiels pour effectuer des calculs complexes à partir des données collectées par le DAQ.
Enregistreurs graphiques Présentation des enregistreurs graphiques