Acquisition de données (DAQ)

Acquisition flexible de données de mesure pour le développement, les bancs d’essai et la surveillance conditionnelle

L’acquisition de données – souvent désignée par DAQ (Data Acquisition) – comprend l’acquisition, la numérisation, la transmission et l’analyse de grandeurs physiques mesurées. Les systèmes DAQ constituent l’interface entre les capteurs et le logiciel d’analyse : ils conditionnent les signaux analogiques des capteurs, les convertissent en valeurs de mesure numériques et transmettent les données à un PC ou à un système de niveau supérieur pour leur visualisation, leur stockage et leur analyse.

Les solutions DAQ d’Althen permettent d’acquérir une grande variété de grandeurs mesurées et de types de capteurs. Selon l’appareil, il est par exemple possible de mesurer la tension, le courant, la température, la résistance, la déformation, les vibrations ou l’accélération. Outre les appareils d’acquisition de données USB multifonctions, des modules spécialisés sont disponibles pour les jauges de contrainte, les capteurs IEPE et de vibration ainsi que pour les mesures d’accélération.

Pour les systèmes de mesure plus importants ou géographiquement répartis, les modules DAQ basés sur EtherCAT offrent une solution particulièrement flexible. Plusieurs modules de mesure peuvent être reliés entre eux à l’aide de câbles réseau standard et installés de manière décentralisée à proximité des capteurs concernés. Cela permet de réaliser clairement et efficacement des tâches de mesure complexes comprenant de nombreux points de mesure ou des points très éloignés les uns des autres.

La connexion à un logiciel de mesure performant permet de configurer les canaux de mesure ainsi que de visualiser, enregistrer et analyser les données acquises.

Des mesures précises, polyvalentes et évolutives

Les systèmes DAQ d’Althen associent une connexion flexible des capteurs à une acquisition rapide des données de mesure et à un traitement numérique performant des signaux. Ils conviennent ainsi aussi bien aux points de mesure individuels qu’aux systèmes de mesure distribués de grande taille.

Points à prendre en compte lors du choix d’un système DAQ

1. Déterminer la grandeur mesurée et le type de capteur
Il convient tout d’abord de déterminer quelles grandeurs physiques doivent être mesurées. Selon l’application, différents modules d’entrée sont nécessaires pour la tension, le courant, la température, les jauges de contrainte, les capteurs IEPE, l’accélération ou d’autres signaux.

2. Tenir compte du type de signal et de la plage de mesure
Les capteurs fournissent différents signaux électriques de sortie. Le système DAQ doit donc être adapté au niveau de signal et à la plage de mesure correspondants. Outre les entrées en tension, des entrées courant, thermocouple, jauge de contrainte ou IEPE peuvent par exemple être nécessaires.

3. Déterminer le nombre de canaux de mesure
Pour des capteurs individuels, un appareil compact monocanal ou multifonction est souvent suffisant. Pour des tâches de mesure plus importantes, il convient de choisir des systèmes modulaires extensibles permettant d’ajouter des canaux de mesure et des types de capteurs supplémentaires.

4. Déterminer la fréquence d’échantillonnage nécessaire
La vitesse de mesure requise dépend fortement de l’application. Les mesures de température ou de longue durée nécessitent généralement des fréquences d’échantillonnage nettement plus faibles que les mesures de vibrations, d’accélération ou de déformation dynamique. Pour les applications dynamiques, des appareils offrant des fréquences d’échantillonnage jusqu’à 40 ou 50 kS/s sont disponibles.

5. Tenir compte de la résolution et de la précision de mesure
Une résolution A/N élevée permet de détecter de faibles variations de signal. Selon le système DAQ, des convertisseurs A/N 16 ou 24 bits sont disponibles. Pour les mesures particulièrement exigeantes, il convient également de prendre en compte la précision des entrées, le comportement au bruit et la dynamique.

6. Vérifier l’alimentation des capteurs et le conditionnement du signal
De nombreux capteurs nécessitent une alimentation ou un conditionnement du signal adaptés. Les jauges de contrainte nécessitent par exemple une excitation de pont, tandis que les capteurs IEPE requièrent une alimentation à courant constant. Les modules DAQ spécialisés intègrent déjà ces fonctions, réduisant ainsi les besoins en matériel supplémentaire.

7. Tenir compte de l’isolation galvanique
Lors de mesures industrielles, les différences de potentiel et les perturbations électriques peuvent affecter la qualité du signal. Les entrées à isolation galvanique ou les front-ends isolés contribuent à découpler le système de mesure du PC et à réaliser des mesures avec un faible niveau de perturbations.

8. Choisir entre une acquisition de données centralisée ou décentralisée
Lorsque les capteurs sont répartis sur une grande zone, il est souvent judicieux de placer les modules de mesure aussi près que possible des points de mesure. Les systèmes basés sur EtherCAT permettent une architecture décentralisée et réduisent ainsi la longueur des câbles analogiques des capteurs.

9. Tenir compte de la mise en réseau et de l’évolutivité
Si le système de mesure doit être étendu ultérieurement, une architecture modulaire est particulièrement avantageuse. Les modules IOLITE peuvent par exemple être raccordés en série via EtherCAT. Des distances jusqu’à 50 mètres entre les différents appareils sont possibles.

10. Intégrer le logiciel de mesure et l’analyse des données
Outre le matériel, le logiciel joue un rôle essentiel. Le logiciel de mesure doit permettre une configuration simple des canaux et proposer des fonctions de visualisation, de stockage, d’analyse et d’exportation des données. Les appareils MonoDAQ et IOLITE sont pris en charge par Dewesoft à cet effet.

Notre équipe d’experts techniques vous accompagne volontiers pour adapter de manière optimale les capteurs, le conditionnement du signal, le matériel DAQ et le logiciel à votre tâche de mesure. Contacter notre équipe commerciale

Applications typiques des systèmes DAQ

Les systèmes DAQ sont utilisés partout où les signaux de capteurs doivent être acquis avec précision, synchronisés, enregistrés et analysés.

Les applications typiques comprennent :

• Bancs d’essai et systèmes de test
• Recherche et développement
• Surveillance des machines et installations
• Surveillance conditionnelle
• Mesures de vibrations
• Surveillance de l’état des roulements et des machines
• Mesures de déformation et de charge avec jauges de contrainte
• Contrôle qualité industriel
• Essais structurels et modaux
• Structural Health Monitoring
• Mesures de température et climatiques
• Mesures de courant et de tension
• Analyses d’énergie et de puissance
• Développement de systèmes électroniques
• Applications IoT et IIoT
• Surveillance à long terme des machines et structures

En combinant différents modules d’entrée, il est également possible, pour les tâches de mesure complexes, d’acquérir différentes grandeurs physiques au sein d’un même système et de les analyser conjointement.