Studiul și Verificarea unei Plăci de Achiziție de Date

1. GENERALITĂŢI

Asocierea unei plăci de achiziţie de date cu un calculator îl transformă pe acesta din urmă într-un instrument de măsură puternic. În general, din considerente de preţ, plăcile de achiziţie sunt realizate după structura unui sistem de achiziţie multicanal cu multiplexarea semnalelor analogice la intrare (fig. 1).

Figura 1

O placă de achiziţie poate măsura pana la 8 semnale analogice bipolare (±5V) sau unipolare (O…1OV), provenite dintr-un proces sau dintr-un circuit electronic. Datorită interferenţelor si zgomotelor, în traseele de măsurare se induc tensiuni ce fac ca potenţialul acestora sa devieze de la valoarea de 0 V. Pentru a elimina această eroare de offset, intrarea canalului 0 se va lega la masă, urmând ca în momentul selectării acestuia, potenţialul masei să fie adus la ieşire. Acest potenţial va fi scăzut în permanenţă prin soft din potenţialele canalelor selectate. În urma unei prelucrări analogice (amplificare, eşantionare) semnalele sunt convertite analog-digital şi prin intermediul unei interfeţe cu calculatorul sunt trimise sub forma unui cod numeric spre acesta. Calculatorul preia codurile numerice corespunzătoare mărimii urmărite la anumite momente (în funcţie de frecvenţa de eşantionare prescrisă) şi le prelucrează sau le memorează pentru o prelucrare ulterioară. Toate acestea sunt realizate printr-un program dinainte stabilit în funcţie de natura parametrilor de proces, de tipul senzorilor utilizaţi, sau de gama şi forma tensiunilor măsurate. Totodată, calculatorul poate executa şi alte operaţii, ca de exemplu operaţii între mărimile culese, poate calcula erorile cu care s-au determinat valorile parametrilor, poate genera pe baza abaterii de la o valoare prestabilită a acestora, semnale de comandă către un sistem de reglare sau semnale de avertizare în cazul depăşirii unei valori limită impuse. Schema bloc a plăcii de achiziţii de date este prezentată in fig. 2.

Figura 2

Blocurile componente sunt:

- blocul de multiplexare a intrărilor (MI) - multiplexează semnalele de intrare aplicându-le succesiv lanţului de prelucrare analogică;

- blocul de amplificare programabil (AP) - în funcţie de nivelul semnalului de intrare, prin intermediul său se fixează gama de măsură astfel încât precizia măsurării să fie cât mai bună şi să nu existe depăşire;

- filtrul anti-aliasing (FTJ) - este un filtru trece-jos cu 8 poli, cu rolul de a filtra semnalele ce depăşesc frecvenţa din teorema lui Shannon;

- blocul de eşantionare/memorare (S/H) - asigură menţinerea constantă a valorii mărimii de intrare pe durata conversiei A/D;