Sisteme computerizate de măsură

Introducere SCM

Avantajele oferite în multiple domenii de modalitatea digitală de transmitere a semnalelor purtătoare de informaţie au condus la utilizarea acesteia şi în cadrul sistemelor de măsurare. Creşterea performanţelor calculatoarelor şi extinderea utilizării acestora au făcut ca sistemele de măsurare ce includ acest tip de componente să formeze nu numai o categorie distinctă ci să fie utilizate cu preponderenţă în comparaţie cu sistemele de măsurare exclusiv analogice.

Cunoscute sub diverse alte denumiri (sisteme de măsurare digitale, sisteme computerizate de achiziţie de date, sisteme de măsurare pe bază de microprocesor etc), sistemele de măsurare computerizate se caracterizează în primul rând prin faptul că, dintr-un anumit punct al sistemului, semnalul electric purtător de informaţie este convertit din formă analogică în formă digitală.

Prin însăşi natura fizică a multor fenomene măsurate se impune ca traductoarele utilizate să genereze semnale analogice. Primele prelucrări (condiţionări) ale acestor semnale (amplificări, liniarizări, anumite tipuri de filtrări) rămân încă apanajul unor circuite electronice lucrând în domeniul analogic. Din acest punct, începând cu o serie de tipuri de condiţionare a semnalului (unele filtrări şi liniarizări, multiplexări), continuând cu transmiterea acestuia, prelucrarea informaţiei, stocarea acesteia şi până la transmiterea informaţiei către utilizatorul sistemului, toate operaţiile dintr-un sistem de măsurare computerizat sunt efectuate de către componente electronice digitale independente sau aflate sub comanda unui calculator.

Sistemele computerizate de măsură se clasifică astfel:

• cu comunicaţie serială;

• cu comunicaţie paralelă;

• cu plăci de achiziţie de date;

• cu calculatoare de uz industrial.

Sistemele de măsurare computerizate cu comunicaţie serială reprezintă una dintre primele categorii de astfel de sisteme. Apărute odată cu ideea utilizării calculatorului în măsurare, ele au fost formate prin dotarea aparatelor de măsură cu convertoare analog – digitale şi cu interfeţe de comunicaţie serială prin intermediul cărora informaţia privind valorile măsurate să poată fi transmisă unui calculator.

Sistemele de măsurare computerizate cu comunicaţie paralelă au o structură similară celor în care comunicaţia se realizează în mod serial, principala diferenţă constând în protocolul utilizat pentru transmiterea informaţiei. Viteza sporită de transmitere a informaţiei face ca această soluţie să fie utilizată pentru conectarea la calculator a unor aparate pentru măsurarea unor mărimi fizice cu variaţii foarte rapide.

Performanţele deosebite ale aparatelor de măsură utilizate în aceste sisteme fac ca, deşi aparatele pot fi monitorizate sau configurate de către calculator prin intermediul interfeţei de comunicaţie paralelă, ele să conţină totuşi componente de vizualizare şi stocare a semnalului sau componente de configurare de către utilizator. Păstrarea acestor componente face posibilă utilizarea independentă a aparatelor de măsură, în situaţiile în care acestea nu sunt conectate la un calculator în cadrul unui sistem de măsurare computerizat.

Sistemele de măsurare computerizate cu plăci de achiziţie de date se caracterizează în primul rând prin faptul că operaţia de conversie a semnalului purtător de informaţie din formă analogică în formă digitală nu mai este efectuată de către aparatul de măsură analogic ci de către o componentă electronică distinctă (placă de achiziţie de date) montată în calculator.

Sistemele de măsurare computerizate cu calculatoare de uz industrial utilizează de asemenea plăci de achiziţie de date şi aparate dedicate de condiţionare a semnalelor. Deosebirea în raport cu sistemele din categoria anterioară constă în faptul că aceste componente, împreună cu calculatorul care este de asemenea dedicat utilizării respective, sunt realizate sub formă de module ce se montează într-un suport (şasiu, rack) comun.

Ce este calibrarea?

Calibrarea este metoda cu care se realizează corecţiile, permiţând determinarea rezultatului analizei probei cerute, analiza la momentul prezent, ca şi cum proba respectivă ar fi fost analizată la un moment cu mult anterior în timp.

În domeniul calibrării sistemelor de măsură multicanal în întreaga lume, la momentul actual nu se utilizează decât două metode de calibrare:

-calibrarea într-un singur punct;

-calibrarea în doua puncte.

Ce este etalonarea?

Etalonarea-constă în determinarea caracteristicii de transfer a unui canal de măsură, deci în determinarea cu mare precizie a coeficienţilor unei funcţii polinomiale. În cazul operaţiei de etalonare se urmăreşte obţinerea unei funcţii de transfer pentru un canal de măsură cât mai corespunzătoare tipului de material analizat. Experienţa analistului intervine major în selecţia probelor etalon adecvate calculului coeficienţilor polinomului de aproximare aferent unui canal de măsură destinat să lucreze într-un domeniu stabilit.

Se dă tabelul urmator:

Nr. X (impulsuri) Y măsurat

1 52 0.005

2 170 0.012

3 295 0.028

4 480 0.031

5 760 0.059

6 1050 0.073

7 2200 0.098

8 3640 0.115