Cours : AI.TM21.1 Traductoare și Măsurări | ELSE

    • 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
    • Les étudiants doivent
      Marquer comme terminé

      Introducere

      Tema urmărește proiectarea și implementarea unui sistem de achiziție a datelor (DAQ) pentru un traductor selectat, utilizând instrumentație virtuală (ex.: LabVIEW). Etapele: alegerea senzorului, schema-bloc, implementare, experimentare, analiză metrologică.

      Rezultate așteptate: schemă DAQ funcțională, interfață grafică, caracteristici statică/dinamică, estimarea erorilor și concluzii privind adecvarea soluției.

      1. Alegerea tipului traductorului pentru mărimea de măsurat

      Specificați mărimea fizică (temperatură, deplasare, presiune etc.), domeniul, condițiile de mediu (T, umiditate, vibrații, EMI) și cerințele metrologice (rezoluție, precizie, timp de răspuns). Alegeți traductorul după principiu fizic, sensibilitate, liniaritate, stabilitate și compatibilitate cu DAQ.

      • Criterii: domeniu măsură, sensibilitate, precizie, bandă, condiționare, cost & disponibilitate.
      • Ieșire: analog (V/mV/mA) sau digital (I²C/SPI/UART) compatibilă cu DAQ.
      • Protecție: supratensiune, filtrare EMI/EMC, eventual izolație galvanică.

      1.1. Schema-bloc a sistemului de achiziție de date

      Schema minimă: Traductor → Condiționare (filtru, amplificator, offset) → ADC/DAQ → Instrument virtual (UI) → Depozitare.

      • Condiționare: amplificator diferențial, filtrare, punte Wheatstone (unde e cazul).
      • Achiziție: rezoluție ADC, rata de eșantionare, anti-aliasing, sincronizare multicanal.
      • Software: front panel (afișaje/grafice) și block diagram (citire, filtrare, scalare, log).

      1.2. Descrierea funcționării sistemului

      Detaliați fluxul: semnalul fizic → conversie/condiționare → achiziție → procesare software → afișare/log. Includeți stările aplicației (inițializare, rulare, oprire), cerințele de alimentare și limitele admise.

      1.3. Mersul de elaborare a sistemului conform schemei-bloc

      1. Hardware: selectați componentele, realizați conexiunile, verificați nivelele electrice.
      2. DAQ/ADC: configurați canale, rata de eșantionare, rezoluția, calibrarea inițială.
      3. Software: implementați citirea, conversia în unități fizice, filtrarea, vizualizarea și logarea datelor.
      4. Testare: pe etaloane; verificați domeniul, sensibilitatea și timpul de răspuns.
      5. Documentare: scheme, capturi ecran, parametri, liste de materiale (BOM).

      2. Ridicarea caracteristicilor traductorului

      Determinați caracteristica statică (intrare–ieșire staționar) și caracteristica dinamică (răspuns temporal/frecvență). Precizați condițiile de mediu, metoda de excitare și instrumentele folosite.

      2.1. Ridicarea caracteristicii statice

      • Procedură: aplicați intrări treptate (etaloane), notați ieșirea în regim stabilizat.
      • Grafic: reprezentați y=f(x); extrageți sensibilitatea (panta), offsetul și neliniaritatea.
      • Histerezis: cicluri crescătoare/descrescătoare pentru a evalua diferențele la același punct.
      Notă: Indicați incertitudinea etalonului, pasul de măsurare și numărul de repetiții.

      2.2. Ridicarea caracteristicii dinamice

      • Răspuns temporal: excitați cu treaptă/impuls; estimați timpul mort, constantele de timp, depășirea.
      • Frecvență: (opțional) răspuns sinusoidal; construiți diagrame Bode (modul/fază).
      • Filtrare: anti-aliasing și/sau mediere pentru reducerea zgomotului.
      Notă: Declarați rata de eșantionare, fereastra de observație și metoda de estimare a parametrilor.

      2.3. Estimarea rezultatelor obținute

      Comparați performanțele cu cerințele inițiale (sensibilitate, domeniu, bandă, timp de răspuns). Discuții privind repeatabilitatea, stabilitatea și deriva. Evidențiați limitările și îmbunătățirile posibile.

      • Validare: comparați cu modele/etaloane.
      • Comparativ: alternative de traductoare sau condiționări cu impact asupra preciziei.

      2.4. Calculul erorilor senzorului

      • Eroare absolută: δx = xref − xmăsurat
      • Eroare relativă: εr = |δx| / |xref|
      • Surse: neliniaritate, histerezis, offset, zgomot, cuantizare ADC, drift termic, calibrare.
      • Buget de incertitudine: combinați contribuțiile (RSS) și raportați intervale la un nivel de încredere.
      Sfaturi: menționați clasa de precizie a instrumentelor, rezoluția ADC, metoda de calibrare.

      Concluzii

      Sintetizați realizările, parametrii obținuți, adecvarea traductorului și a lanțului DAQ, precum și direcții de optimizare (filtrare, calibrare avansată, gamă, rezoluție, protecții).

      Bibliografie

      • Îndrumar/Manual de laborator (capitole pentru traductorul ales și instrumentație virtuală).
      • Fișe tehnice (datasheet) ale traductorului și modulelor DAQ folosite.
      • Standarde/ghiduri de calibrare și evaluare a incertitudinii (după caz).

      Anexe

      • Detalii adiționalke, lista cu prețul echipamentelor pe piață (BOM), capturi de ecran din instrumentația virtuală (În cazul în care imaginea este mai mare de 75% din pagină).
      • Tabele de măsurări, fișiere brute (CSV), scripturi de prelucrare (dacă există).
      • Curbe suplimentare, teste de stres/mediu, proceduri de calibrare extinsă.
    • Încarcă proiect Devoir
      Les étudiants doivent
      Marquer comme terminé
◄Teme seminare
►Materiale teoretice