1. Graduo
  2. Cursuri
  3. Inginerie Aerospatială
  4. Achiziția și prelucrarea datelor

Achiziția și prelucrarea datelor

Previzualizare curs:

Cuprins curs:

CAPITOLUL I
PRINCIPII DE REALIZARE A SISTEMELOR DE ACHIZITII DE DATE 7
1.1. Placi de achizitie "plug-in" 7
1.2. Sisteme de achizitie de date externe 8
1.3. Sisteme de timp real 9
1.4. Instrumente discrete 9
1.5. Sisteme de achizitie de date hibride. 10
CAPITOLUL II
SISTEME DE ACHIZITIE DE DATE 10
2.1. Structura sistemelor de achizitie de date 10
2.1.1. Senzori 11
2.1.2. Elemente de conditionare a semnalelor 12
2.1.3. Calculatorul (PC) 13
2.1.4. Software-ul de achizitie 13
2.1.5. Hardware de achizitie 14
2.1.5.1. Intrari analogice 15
2.1.5.2. Iesiri analogice (AO) 20
2.1.5.3. Intrari-iesiri numerice (DIO) 22
2.1.5.4. Intrari de temporizare (Timere) 22
2.2. Placi de achizitie 22
2.2.1. Placa de achizitie PC-LPM-16 22
2.2.1.1 Conectarea placii 23
2.2.1.1.1. Conectarea semnalelor de intrare analogica 24
2.2.1.1.2. Conectarea semnalelor digitale de intrare-iesire 25
2.2.1.1.3. Conectarea semnalelor de temporizare sincronizare contorizare 26
2.2.1.2. Operare 29
2.2.1.2.1. Circuitele de interfata PC canale intrare/iesire 30
2.2.1.2.2. Circuitele de intrare analogice si achizitie de date 31
2.2.1.2.3.Circuitele de intrare iesire digitale 32
2.2.1.2.4. Circuitele de temporizare 34
2.2.2. Caracteristici tehnice pentru placa de achizitie NI 6221 35
2.2.2.1. Intrari analogice 36
2.2.2.2. Iesirile analogice 36
2.2.2.3. I/O Digitale 37
2.2.2.4. Caracteristici generale pentru contoare/temporizatoare 38
2.2.3. Caracteristici ale placii DAQ 6214 40
2.2.3.1. Caracteristici tehnice 40
2.2.3.2. Programare 40
CAPITOLUL III
CONVERTOARE ANALOG NUMERICE SI NUMERIC ANALOGICE 43
3.1. Structura generala a unui voltmetru numeric 43
3.2.Convertor analog numeric cu aproximari succesive 44
3.3. Convertoare numeric analogice 46
3.3.1. Convertoare analog-numerice avand sursa de referinta o tensiune 47
3.3.1.1. CAN cu tensiuni ponderate 48
3.3.1.2 CNA cu divizoare resistive 49
3.3.1.3. CNA Cu retea rezistiva derivatie 49
3.3.1.4. CNA cu rezistoare in scara 51
3.3.2. CNA avand drept sursa de referinta un curent 52
3.3.2.1. CNA cu sursa de curenti ponderati 52
3.3.2.2.CNA cu curenti de referinta de valoare unica. 53
3.3.2.3. CAN cu rezistoare in scara inversata 54
3.4. Convertoare analog numerice cu tensiune de comparatie variabila 55
3.4.1. Voltmetre digitale cu rampa in trepte 55
3.4.2. Voltmetre cu trepte egale si sistem de urmarire 56
3.5.Convertoare numeric analogice indirecte 57
3.5.1.Convertoare cu generator de tensiune liniar variabila 57
3.5.2. Convertoare cu dubla integrare 59
3.5.3. Convertoare cu conversie tensiune-frecventa 62
3.6. Corectia automata a convertoarelor analog numerice. 63
3.6.1. Corectia automata a tensiunii de decalaj. 63
3.6.2 Corectia automata a castigului 64
CAPITOLUL IV
NOTIUNI DE BAZA ALE LIMBAJULUI GRAFIC LABVIEW 65
4.1.Principii de programare in LABVIEW 65
4.2. Fereastra panou (panel) 67
4.2.1. Bara de comenzi 67
4.2.2. Fereastra de control 68
4.2.2.1. Elementele de intrare-iesire de tip sir 69
4.2.2.2. Elementele de intrare-iesire de tip tablou si grupare de date 70
4.2.2.3. Elemente de intrare iesire pentru fisiere de date 71
4.2.2.3.1. Tipuri de fisiere de date 73
4.2.2.3.2.Controale si indicatoare de tip cale fisier path. 73
4.2.2.4. Alte elemente de intrare iesire 74
4.3. Fereastra cu unelte de uz general 75
4.4. Fereastra diagrama 76
4.4.1. Nodurile 77
4.4.2.1. Elemente de tip structuri 78
4.4.2.1.1. Structura de tratare secventiala 79
4.4.2.1.2. Structura de tratare optionala 70
4.4.2.1.3. Structura repetitiva for 80
4.4.2.1.4. Structura de control repetitiv While Loop 81
4.4.2.1.5. Structura formule de calcul 82
4.4.2.1.6. Variabile locale 83
4.4.2.1.7. Variabile globale 83
4.4.2.2. Alte elemente ale ferestrei de functii 83
4.4.2.2.1. Elemente de tip aritmetic 83
4.4.2.2.2. Elemente de tip constante 84
4.4.2.2.3. Elemente de tip trigonometric si logaritmic 85
4.4.2.2.4. Elemente de tip logic 85
4.4.2.2.5. Elemente de tip sir de caractere 86
4.4.2.2.6. Elemente de tip vectori si matrice 87
4.4.2.2.7. Elemente de comparare 88
4.4.2.2.8. Elemente de tip control dialog si timp 90
4.4.2.2.9. Controlul erorilor 91
4.4.2.2.10. Elemente de tip fisiere intrare iesire 91
4.4.2.2.11. Elemente de programare necesare controlului unei conumicatii paralele din sublista GPIB 92
4.4.2.2.13.Instrumente virtuale de control a transmisiei seriale 92
4.4.2.2.14. Instrumente virtuale pentru controlul placii de achizitie 92
4.4.2.2.15. Elemente ale listei ANALYSIS 93
4.4.2.2.16. Simboluri de instrumente virtuale create ca exemple 94
4.4.2.2.17. Fereastra pentru alegerea elementelor diverse 95
4.5. Programarea canalelor de intrare analogice 95
4.5.1. Functii de achizitii pentru programare de nivel redus 96
4.5.2. Functiile pentru programarea de nivel mediu 97
4.5.3. Functiile de achizitie pentru programare de nivel inalt 99
4.5.4. Programarea contorilor 8253 104

Extras din curs:

CAPITOLUL I

PRINCIPII DE REALIZARE A SISTEMELOR DE ACHIZITII DE DATE

Dezvoltarea tehnicii de calcul si a reglarilor numerice a impus realizarea unor mijloace de masurare care sa permita cuplarea directa a informatiei referitoare la marimea masurata la calculatorul numeric. S-au realizat astfel dispozitive - numite in continuare placi de achizitie date - care permit cuplarea la calculatorul numeric a informatiilor referitoare la marimile de masurat si care pot fi incluse direct in cadrul unor sisteme de reglare numerice fiind prevazute atat cu posibilitati de masurare cat si cu posibilitatea de a transmite semnale de comanda la procesul reglat, semnale care pot fi semnale logice sau analogice.

Principalul producator mondial de astfel de mijloace este National Intrument, firma care a dezvoltat si medii de programare specifice placilor de achizitie produse, ceea ce permite programarea la nivel inalt a acestora; mediul de programare cel mai cunoscut si utilizat este LABVIEW, firma punand la dispozitia utilizatorilor o multitudine de aplicatii specifice. Se poate vorbi de doua mari categorii de astfel de placi de achizitie:

placi de achizitie plug-in - sunt placi se monteaza pe slot-urile standard ale calculatoarelor; la ora actuala majoritatea placilor sunt de tip PCI

placi de achizitie care se monteaza in exteriorul calculatorului; acestea se pot conecta la calculator prin intermediul interfetelor standard (interfata paralela sau portul USB)

Vom prezenta in continuare principalele caracteristici ale sistemelor de achizitie dotate cu astfel de placi.

1.1. Placi de achizitie "plug-in"

Ca si placile video, modem-uri sau alte tipuri de placi destinate calculatorului, si placile de achizitie se monteza intr-un slot din placa de baza a calculatorului. Astazi, in marea lor majoritate, placile sunt de tipul PCI (Peripheral Component Interconnect), vechea generatie pe bus ISA (Industry standard Architecture) fiind pe cale de disparitie.

Aceasta categorie de placi ofera un numar mare de canale de intrare (intre 8 si 64), viteza ridicata de achizitie (in general, aceasta se situeaza sub 1250Mhz), sensibilitate destul de buna pentru masurarea semnalelor mici, rezolutie de 12..16 biti si un pret relativ mic de cost. Principalele caracteristici ale placilor de acest tip sunt :

- Metoda computerizata relativ ieftina pentru masurari si control.

- Viteza mare de achizitie (100kHz...1 GHz).

- Disponibile in multiple configuratii cu functii specializate.

- Performante excelente pentru majoritate domeniilor. Zgomotul electric din interiorul calculatorului limiteaza totusi masurarile sensibile.

- Domeniile de intrare limitate la ?10 V.

1.2. Sisteme de achizitie de date externe

Alternativa a sistemelor de achizitie plug-in, aceste sisteme externe ofera un numar ridicat de intrari/iesiri intr-un mediu mult mai bine protejat la zgomote electromagnetice si o mai mare versatilitate de modelare la diverse cerinte.

Astazi, aceste sisteme iau adesea forma unor solutii stand-alone de testare si masurare orientate in special catre aplicatiile industriale. Aceste aplicatii cer mai mult decat poate oferi un PC cu placi de achizitie incorporate. Sistemele moderne externe de achizitie de date ofera:

Sensibilitate mare pentru semnalele de nivel mic;

Aplicabilitate mare pentru diferite tipuri de senzori;

Aplicabilitate pentru aplicatii de timp real;

Ca si sistemele plug-in, sistemele de achizitie externe au nevoie de prezenta unui calculator pentru prelucrarea si stocarea datelor. Acesta se monteaza direct in rack-ul sistemului de achizitie de date. Cele cateva tipuri de arhitecturi folosite pentru sistemele de achizitie externe folosesc rackuri industriale standardizate. Anumite sisteme includ si module dotate cu microprocesor care suporta toate facilitatile unui PC obisnuit: tastatura, mouse, monitor si porturi de comunicatie. Principalele caracteristici ale acestor placi sunt :

- Numar mare de sloturi

- Mediul din interiorul sistemului este mai putin afectat de zgomotele electromagnetice decat sistemele de achizitie interne (plug-in), ceea ce permite masurarea unor semnale de nivel mic

- Utilizarea interfetelor standard de comunicatie(IEEE-488, RS 232, USB, FireWire, Ethernet) inlesnesc achizitiile de date la distante mari, o mai buna conectivitate intre sistemele de achizitie si legarea lor la calculatoare non PC

- Sistemele dotate cu microprocesor dedicat si memorie pot realiza controlul in timp real asupra procesului sau functiona independent de prezenta unui PC

- Arhitectura modulara standardizata ofera o varietate mare de functii de masura si control

- Din cauza necesitatii unei carcase, a arhitecturii modulare, a accesoriilor, costul efectiv pe canal de masura este ridicat

1.3. Sisteme de timp real

Un loc aparte in locul sistemelor de masurare si control este ocupat de asa numitele sisteme de timp real. In general,acestea sunt sisteme de masura autonome, dotate cu procesor si sistem de operare dedicat. Aceste procese se preteaza a fi rulate mult mai bine pe sisteme externe dacat pe un sistem PC dotat cu placa de achizitie. Desi Microsoft Windows a devenit sistemul standard de operare pentru calculatoarele PC, acesta nu este un sistem determinist si nu poate garanta un raspuns predictibil in cazul unor masurari si procese de control critice. De aceea solutia este de a lega PC-ul la un sistem ce poate functiona autonom si care garanteaza un anumit timp de reactie la aparitia unor stimuli externi.

Download gratuit

Documentul este oferit gratuit,
trebuie doar să te autentifici in contul tău.

Înregistrare Autentificare
Structură de fișiere:
  • curs_bibliografie.doc
  • curs_cap1.doc
  • curs_cap2sistemedeachizitie.doc
  • curs_cap3convertoare.doc
  • curs_cap4princiiilabview.doc
  • curs_cuprins.doc
Alte informații:
Tipuri fișiere:
doc
Diacritice:
Nu
Nota:
8/10 (1 voturi)
Nr fișiere:
6 fisiere
Pagini (total):
95 pagini
Imagini extrase:
105 imagini
Nr cuvinte:
32 631 cuvinte
Nr caractere:
180 087 caractere
Marime:
956.94KB (arhivat)
Publicat de:
Constantin-Eduard Jianu
Nivel studiu:
Facultate
Tip document:
Curs
Domeniu:
Inginerie Aerospatială
Tag-uri:
date, achizitie, prelucrare
Predat:
Universitatea Vasile Alecsandri din Bacau din Bacau
Specializare:
Tehnologia informatiei
Materie:
Inginerie Aerospatială
An de studiu:
III
Sus!