Mesurer tout type de grandeurs avec tout type de capteurs de 1 à voies

Transcription

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2 Mesurer tout type de grandeurs avec tout type de capteurs de 1 à voies Jean-Philippe CHARMET National Instruments, Ingénieur d applications

3 Sommaire Cheminement d une mesure conditionnée Les outils matériels adaptés Mise en œuvre du matériel sous LabVIEW : thermocouple RTD capteur de force jauge de contrainte accéléromètre

4 Cheminement d une mesure conditionnée Physique Électrique Transducteur : jauge de contrainte thermocouple

5 Cheminement d une mesure conditionnée Électrique mx + b Mise à l échelle Volts température Grandeur

6 Cheminement d une mesure conditionnée Grandeur Post traitement FFT, Min./Max. Résultat

7 Conditionnement de signaux nécessaire en fonction des types de mesures Filtrage Amplification Excitation Étalonnage par shunt Complément de pont Isolation Compensation de soudure froide Atténuation Jauge de contrainte Force, pression, capteur de couple Thermocouple Haute tension

8 Sélectionner l outil adapté à la situation Conditionnement nécessaire pour une déformation Échantillonnage maximal Excitation interne PXIe-433x SC Express Carte multifonction de la Série X 102,4 kéch./s 250 kéch./s à 2 Méch./s Mesure ratiométrique (V/Vex) Complément de pont Étalonnage par shunt Types de voies avancées

9 Choix du matériel NI en fonction des capteurs ± 10 V (pas de conditionnement) SCC < 16 voies CompactDAQ < 256 voies SCXI < 2000 voies SC Express < voies Instruments Modules SCC Modules Série C Modules de conditionnement Cartes à conversion A/N et conditionnement intégré sur PXIe

10 Procédure pour relier les capteurs au matériel NI A) Lire la fiche technique du capteur et extraire les paramètres utiles C) Associer le brochage du matériel Fil rouge c est le TC Fil jaune c est le TC + B) Analyse du fonctionnement du matériel NI (PDF) D) Utiliser les logiciels de configuration et de mesure : MAX, LabVIEW

11 A) Lire la fiche du capteur Sélectionner les paramètres qui ont de l importance dans votre besoin : Sensibilité : Gamme : Justesse : Précision : Résolution : Erreur d offset : Linéarité statique : Linéarité dynamique : Hystérésis : Temps de réponse : Type de connectique : Longueur de câble, isolation :

12 A) Thermocouple : lire la fiche du capteur Ex. de besoin : production de grille-pain, mesure de température max. 250 C dans l air avec un temps de réponse inférieur à 1 seconde

13 A) Thermocouple : lire la fiche du capteur Ex. de besoin : température max 250 C dans l air avec un temps de réponse inférieur à 1 seconde Sensibilité : table de Type J Gamme : 315 C max. pour une taille de 0,125 mm Justesse : Précision : Résolution : Erreur d offset : Linéarité statique : Linéarité dynamique : Hystérésis : Temps de réponse : < 1s pour une taille de 0,125 mm Type de connectique : fils nus, fil rouge TC, fil jaune TC + Longueur de câble, isolation : 300 mm Thermocouple utilisé dans cette présentation

14 B) Thermocouple : analyse du fonctionnement du matériel NI Le système amplifie et filtre la tension entre les deux fils Il peut détecter une ouverture du thermocouple Le point du milieu est à relier au blindage s il existe Votre capteur thermocouple Schéma interne du module

15 C) Thermocouple : associer le câblage au matériel Rechercher les broches TC+ et TC- en fonction du bornier Ex. : associer le fil rouge au TC et le fil jaune TC + Exemple SC Express PXIe-4353 Schéma donné par MAX

16 D) Thermocouple : utiliser les logiciels de configuration et de mesure

17 Démonstration de mesure de thermocouple

18 A) RTD/PT100 : lire la fiche du capteur Ex. de besoin : température ambiante max de 70 C dans l air précision de 0,1 C Entre 0 C et 100 C, souvent les constructeurs utilisent la formule simplifiée : T = ((Rt/R0)-1)/alpha

19 A) RTD/PT100 : lire la fiche du capteur Ex. de besoin : température ambiante max. de 70 C dans l air précision de 0,1 C Sensibilité : T = ((Rt/R0)-1)/alpha avec alpha = 0,00385 Gamme : -50 C C Justesse : Précision : ±(0,3 + 0,005 ItI) C Résolution : Erreur d offset : Linéarité statique : courbe de sensibilité simplifiée Linéarité dynamique : Hystérésis : Temps de réponse : pas utile dans le besoin Type de connectique : 3 fils Longueur de câble, isolation : Capteur RTD utilisé dans cette présentation

20 B) RTD/PT100 : analyse du fonctionnement du matériel NI Envoi d un faible courant constant dans la résistance du capteur Utilisation d un montage en pont Exemple module de la Série C NI 9219 Exemple modules SCXI 1520 et 1314

21 C) RTD/PT100 : associer le câblage au matériel Ex. : RTD/PT100 3 fils = 2 fils rouges et 1 fil blanc Utilisation du module générique de la Série C : NI 9219

22 D) RTD/PT100 : utiliser les logiciels de configuration et de mesure

23 Démonstration de capteurs RTD/PT100

24 A) Jauge de contrainte : lire la fiche du capteur Ex. de besoins en utilisant des capteurs déjà choisis : 1 mesure de charge (force) pour le pesage jusqu à 10 Kg (en réutilisant un capteur jauge de contrainte qui délivre des grandeurs en livres, max. 100 lb) 1 mesure de déformation sur un prototype métallique (en réutilisant un capteur personnalisé quart de pont type II avec jauge passive «dummy») De type TEDS = valeurs et étalonnage embarqués

25 A) Jauge de contrainte : lire la fiche du capteur Ex. de besoin : mesure de charge (force) pour le pesage jusqu à 10 Kg Sensibilité : -2 mv/v d excitation qui est de 10 V nominale Gamme : 0 à 100 lb Justesse : 0,05 % de la valeur de la sensibilité Précision : (certificat d étalonnage -2,0463 mv/v) Résolution : Erreur d offset : 1 % de la valeur de la sensibilité Linéarité statique : 0,1 % de la valeur de la sensibilité Linéarité dynamique : Hystérésis : 0,1 % de la valeur de la sensibilité Temps de réponse : Type de connectique : 350 Ohm pont complet, 5 fils de couleurs dénudés Longueur de câble, isolation : Capteur de force utilisé ici

26 B) Jauge de contrainte : analyse du fonctionnement du matériel NI Schéma de connexion du capteur pont complet de -2 mv/v Fil vert Fil rouge Fil blanc Fil noir Exemple carte SC Express NI 4331

27 C) Jauge de contrainte : associer le câblage au matériel Câblage du capteur de force sur le SC Express

28 D) Jauge de contrainte : utiliser les logiciels de configuration et de mesure

29 Démonstration capteur de force

30 A) Jauge de contrainte : lire la fiche du capteur Ex. de besoin : mesure de déformation sur un prototype métallique Sensibilité : facteur de jauge de 2 (collé à du métal), excitation de 10 V Gamme : Justesse : Précision : Résolution : Erreur d offset : Linéarité statique : Linéarité dynamique : Hystérésis : Temps de réponse : Type de connectique : 120 Ohm quart de pont avec jauge passive «dummy», 3 fils de couleurs (rouge : EX+, blanc : AI+, noir : EX-) Longueur de câble, isolation : Jauge de contrainte utilisée dans cette présentation

31 B) Jauge de contrainte : analyse du fonctionnement du matériel NI Schéma de connexion du capteur quart de pont type II Fil blanc Fil rouge Fil noir Exemple carte SC Express NI 4331

32 C) Jauge de contrainte : associer le câblage au matériel Câblage de la jauge quart de pont sur la voie 1 du SC Express

33 D) Jauge de contrainte : utiliser les logiciels de configuration et de mesure

34 Démonstration jauge de contrainte

35 A) Accéléromètre : lire la fiche du capteur Ex. de besoin : mesurer la vibration d un ventilateur estimée inférieure à 10 g

36 A) Accéléromètre : lire la fiche du capteur Ex. de besoin : mesure de déformation sur un prototype métallique Sensibilité : 100 mv/g (valeur exacte par étalonnage sur fiche TEDS) Gamme : ±50 g Justesse : Précision : Résolution : Erreur d offset : Linéarité statique : sur fiche TEDS (%/décade et %/deg C) Linéarité dynamique : Hystérésis : Temps de réponse : Type de connectique : BNC, nécessite alimentation IEPE Longueur de câble, isolation : 2 m

37 B) et C) Accéléromètre : analyse du fonctionnement du matériel NI et câblage Schéma interne du module de la Série C NI 9234 Commutation IEPE pour alimenter un ampli. de charge Ampli. de charge Capteur IEPE

38 D) Accéléromètre : utiliser les logiciels de configuration et de mesure

39 - Y a-t-il des règles de bonnes connexions entre les signaux et le système de mesure? - Quelles sont les bonnes vitesses d acquisition? - Comment atténuer les bruits? Session détaillée : fondamentaux sur les principes de mesures analogiques à 11h15 dans cette salle (après la pause)

40 Restez connecté(e) avant et après NIDays youtube.com/nifrance facebook.com/nifrance ni.com/rss/f twitter.com/nifrance ni.com/community