Bien que l'impact des ordinateurs sur la pratique de l'acquisition de données soit pratiquement illimité, ceux-ci présentent certaines limites. D'une part, les ordinateurs ne parlent qu'un langage binaire composé de uns et de zéros. Ou, les processus de fabrication et les phénomènes naturels sont, par nature, analogiques.
Dans de nombreuses applications industrielles, il est nécessaire que les mesures analogiques (telles que la pression, la température, le débit, la charge, le pH/la Conductivité et la position) soient enregistrées ou manipulées de manière significative par un Ordinateur. Les événements intrinsèquement numériques, tels que le déclenchement d'un moteur ou une impulsion générée par un débitmètre à déplacement positif, doivent également être interprétés comme des changements de tension au niveau de la logique transistor-transistor (TTL). Pour qu'un dispositif d'acquisition de données fonctionne efficacement et avec précision, le signal émis par ces différents capteurs doit être conditionné.
Le conditionnement du signal, un processus essentiel effectué au sein d'un système d'acquisition de données, implique la manipulation du signal analogique émis par les capteurs en vue de la prochaine étape du traitement. Le conditionnement du signal amplifie et convertit les signaux provenant de divers capteurs et transducteurs en formes faciles à lire et compatibles avec les systèmes d'acquisition de données.
Ce processus de « conditionnement » des signaux est effectué à l'aide d'un instrument appelé conditionneur de signaux, un dispositif qui convertit un type de signal en un signal compatible avec les appareils de contrôle et de surveillance des procédés.
Pourquoi le conditionnement des signaux est-il important ?
Dans les applications réelles, les capteurs et les transducteurs connectés aux systèmes de mesure sont souvent exposés à des environnements hostiles où des défauts sont susceptibles de se produire. De plus, les sorties à pleine échelle de la plupart des capteurs sont relativement faibles. La sortie se compose généralement de faibles variations de tension, de courant ou de résistance. Si le système d'acquisition de données reçoit des signaux faibles, la sortie risque d'être insignifiante. Les conditionneurs de signaux fournissent les circuits essentiels entre le capteur et le système d'acquisition de données. Ce circuit assure un conditionnement correct de la sortie avant que tout autre traitement du signal puisse avoir lieu. Pour chaque capteur spécifique, un conditionneur de signal sert d'interface pour exciter, mettre à l'échelle ou tamponner les signaux du monde réel.
Comment fonctionne un conditionneur de signal ?
Un conditionneur de signal est un circuit qui effectue une série d'opérations sur un signal et le rend apte à un traitement ultérieur. Il se compose d'une entrée et d'une sortie, l'entrée étant généralement un capteur qui mesure la variable environnementale et/ou structurelle.
Voici les types de conditionnement de signal courants :
Amplification : L'amplification consiste à augmenter l'amplitude globale d'un signal, ce qui augmente la résolution de mesure ainsi que la sensibilité du signal. Des conditionneurs de signaux externes placés stratégiquement peuvent amplifier le niveau de tension avant qu'il ne soit affecté par le bruit ambiant. La conversion d'un signal de 0-10 mV en un signal de 0-10 V est un exemple d'amplification. Les thermocouples et les jauges de contrainte sont des capteurs qui nécessitent généralement une amplification.
Isolation : Les signaux d'entrée en dehors de la plage d'un numériseur peuvent causer de graves dommages aux équipements sensibles. L'isolation rompt le chemin galvanique entre le signal d'entrée et le signal de sortie. En rompant le chemin galvanique, les signaux indésirables sur la ligne d'entrée sont empêchés de passer à la sortie. L'isolateur peut également filtrer tout bruit indésirable dans le chemin du signal et éliminer toute interférence électrostatique causée par des boucles de masse, qui peuvent également endommager les appareils connectés au capteur. L'entrée est normalement transférée vers la sortie en la convertissant en un signal optique ou magnétique, puis elle est reconstruite sur la sortie. L'isolation est également utilisée pour empêcher les boucles de masse. Si un capteur se trouve sur un plan de masse différent de celui du capteur de mesure, comme un thermocouple monté sur un moteur, une isolation peut également être nécessaire.
Linéarisation : La linéarisation est l'action de convertir un signal d'entrée non linéaire en un signal de sortie linéaire. Elle est nécessaire lorsque les capteurs produisent des signaux qui ne sont pas linéairement liés à la mesure physique. Un thermocouple est un exemple de capteur qui nécessite une linéarisation.
Filtrage : Le spectre de fréquences du signal ne contient pas uniquement des données valides. En fait, certaines fréquences, comme celles que l'on trouve dans les lignes électriques d'alimentation CA de 50 à 60 Hz, peuvent provoquer des bruits indésirables dans le signal. C'est là que le filtrage est utilisé pour éliminer ces fréquences indésirables afin d'obtenir un signal propre et cohérent.
Excitation : Une tension d'excitation est nécessaire pour le fonctionnement d'un capteur actif tel qu'une thermistance, un RTD ou un capteur de pression. La stabilité et la précision du signal d'excitation ont une incidence directe sur la stabilité et la précision du capteur.
Compensation de soudure froide : La compensation de soudure froide (CJC) est utilisée pour les thermocouples et est obligatoire pour garantir la précision des mesures. La CJC ajuste le signal du thermocouple en fonction des fluctuations de la température ambiante et améliore la précision des mesures.
Conditionneurs de signaux
Le conditionnement des signaux est un aspect essentiel de tout système d'acquisition de données et il existe de nombreux types de conditionneurs de signaux , qui diffèrent à la fois par la valeur physique qu'ils mesurent et par leurs caractéristiques spécifiques.
Omega propose une gamme variée d'options de conditionneurs de signaux.
Conditionneurs spécialisés
Les conditionneurs de signaux spécialisés sont des appareils utilisés dans les environnements industriels et les laboratoires pour modifier et améliorer la qualité des signaux d'entrée avant leur traitement ou leur analyse. Ils remplissent souvent des fonctions spécifiques, telles que :
- Le conditionnement des signaux, bien sûr. Ils modifient les signaux afin de les rendre plus adaptés au traitement. Cela peut impliquer l'amplification, le filtrage ou l'isolation du signal.
- Étalonnage : ils contribuent à garantir que les capteurs et les instruments fournissent des mesures précises en compensant les dérives ou autres imprécisions.
- La conversion : ils peuvent convertir les signaux d'un format à un autre, par exemple de l'analogique au numérique.
- Protection : les conditionneurs de signaux spécialisés peuvent protéger les instruments sensibles contre les pics de tension ou les parasites électriques.
- Isolation : ils peuvent isoler un signal pour éviter les boucles de masse ou les interférences provenant d'autres équipements.
Conditionneurs de signaux sur Rails DIN
Les conditionneurs de signaux sur rails DIN sont essentiels pour l'enregistrement précis des données dans divers environnements industriels, commerciaux et laboratoires. Ils transforment les signaux d'entrée provenant de plusieurs sources en une sortie normalisée, permettant ainsi une mesure précise à partir d'appareils tels que des thermocouples, des jauges de contrainte, des RTD, des cellules de charge et autres.
Conditionneurs de signaux à montage sur tête
Les conditionneurs de signaux à montage sur tête sont utilisés dans de nombreuses applications industrielles, commerciales et en laboratoire. Ils sont spécialement conçus pour convertir et conditionner les signaux électriques provenant de divers capteurs, notamment les thermocouples, les RTD, les ohms, les potentiomètres et les signaux millivolts. Omega Engineering propose une large gamme de conditionneurs de signaux à montage sur tête qui peuvent être facilement configurés et mis à l'échelle pour répondre à des besoins spécifiques. Nos conditionneurs sont équipés d'une gamme de fonctionnalités conviviales, telles que la configuration par bouton-poussoir, les affichages LED, les sorties SSR et les options de réglage par l'utilisateur. De taille compacte, ils sont disponibles dans plusieurs configurations d'entrée et de transmission.
Transmetteurs programmables universels
Les transmetteurs programmables universels (UPT) sont largement utilisés dans les environnements industriels, commerciaux et laboratoires. Ils constituent un moyen efficace et précis de surveiller et de contrôler les processus. Les UPT offrent des entrées et sorties isolées et peuvent être programmés pour mesurer ou émettre divers signaux de processus. Omega Engineering propose une large sélection d'UPT homologués UL et c-UL, garantissant une grande précision. Ces transmetteurs sont conviviaux, faciles à installer et disposent d'une interface utilisateur locale avec des boutons sur le panneau avant pour le contrôle et la surveillance. Ils constituent une solution efficace pour les industries et les laboratoires qui ont besoin de mesurer et de contrôler avec précision les signaux de processus.
Transmetteurs de température et d'humidité
Les transmetteurs de température et d'humidité jouent un rôle essentiel dans diverses applications industrielles, commerciales et de laboratoire. Omega Engineering propose une gamme variée de ces transmetteurs, permettant la surveillance à distance et sur site de la température et de l'humidité relative. Nos transmetteurs de température et d'humidité sont conçus pour une mesure et une surveillance précises dans différents environnements industriels et de laboratoire. Avec des options telles que des sondes à distance, un boîtier en acier inoxydable et des modèles à montage mural ou sur conduit, nos transmetteurs sont conçus pour être fiables et précis.
Enregistreurs graphiques Présentation des enregistreurs graphiques