Sisteme de Achiziție de Date

Achiziţia de date poate fi definită ca procesul de obţinere de date de la o sursǎ externǎ sistemului de calcul.

În general achiziţia de date se realizează în urma procesului de măsurare a unor parametri, în cadrul sistemelor de supraveghere şi conducere a proceselor industriale; deoarece simpla măsurare şi înregistrare a datelor nu mai satisface cerinţele sistemelor de conducere, s-au impus funcţii multiple pentru sistemele de achiziţie de date, şi anume:

- Convertirea fenomenului fizic în mǎrime ce poate fi mǎsuratǎ

- Preluarea semnalelor generate de senzori în scopul extragerii de informaţii

- Analiza datelor şi prezentarea lor într-o formǎ utilizabilǎ

- Gnenerarea semnalelor de commandă a elementelor de execuţie din cadrul buclelor de reglare cuplate cu sistemul de achiziţie

2.1. Structura sistemelor de achiziţie de date

Pentru a asigura îndeplinirea funcţiilor menţiionate anterior, sistemele de achiziţii sunt incluse în cadrul sistemelor de măsurare utilizate în supravegherea şi conducerea proceselor a căror structură este prezentată în figura.2.1.

Principalele elemente din cadrul unui sistem de achiziţie sunt impuse de funcţiile prezenmtate anterior ale sistemului de achiziţie. Vom prezenta ăn continuare principalele caracteristici şi funcţii ale elementelor sistemelor de achiziţie cu referire la structura generală prezentată în figura 2.1.

2.1.1. Senzori

Senzorii, şi traductoarele în care aceştia sunt incluse, au rolul de a prelua informaţia primară referitoare la mărimile măsurate (achiziţionate) din sistem, mărimi care sunt în general de natură neelectrică şi de a converti această informaţie într-o mărime de natură electrică.

O primă problemă care apare la funcţionarea acestora este cea legată de sursa energiei necesară funcţionării senzorului; energia aceasta poate fi preluată de la mărimea măsurată sau de la o sursă externă de energie; rezultă de aici o primă clasificare a senzorilor în funcţie de mărimea măsurată:

- senzori pentru mărimi generatoare, la care sursa de energie a senzorului este mărimea măsurată - în acest caz este necesar ca raportul dintre energia preluată de senzor de la mărimea de măsurat şi energia totală a acestei mărimi să fie cât mai mic, astfel încât aceasta să nu fie modificată în cursul procesului de măsurare

- senzori pentru mărimi parametrice, la care sursa de energie a senzorului este o sursă exterioară

O altă posibilă clasificare a senzorilor şi traductoarelor se poate face după mărimea de ieşire furnizată. În funcţie de acest criteriu senzorii se pot clasifica în:

- senzori digitali - senzori care pot avea ca ieşiri mărimi de tip logic (tot sau nimic) sau senzori care au incluse convertoare astfel încât ieşirea reprezintă o valoare numerică proporţională cu mărimea de măsurat (mulţimea valorilor reprezintă o submulţime a numerelor întregi)

- senzori analogici – la care mărimea de ieşire este o mărime analogică (de obicei tensiune sau curent) care poate lua valori pe un subdomeniu al numerelor reale

Cea mai importantă clasificare este determinată de natura mărimii fizice pe care senzorul o poate măsura; Cum mărimile fizice măsurate sunt foarte diverse rezultă şi o mare varietate de tipuri de senzor: senzori pentru mărimi neelectrice - senzori de temperatură, de presiune, de debit, etc., - şi senzori pentru mărimi electrice – de curent, de tensiune, etc..

În mod obişnuit senzorul este inclus într-un traductor a cărui structură este prezentată în figura 2.2.

Elementele ce caracterizează un traductor şi pe baza cărora se pot compara între ele 2 traductoare (deci elementele ce trebuie luate în considerare atunci când alegem un traductor sau altul) sunt:

1) Natura fizică a mărimi de intrare (y) şi a mărimi de ieşire (r).

2) Puterea consumată la intrare şi cea transmisă la sarcină.

3) Caracteristica statică exprimabilă prin dependenţa în regiuni statice

r = f(y)

4) Caracteristica dinamică exprimă comportarea în regim dinamic şi rezultă din ecuaţia diferenţială ce leagă variaţia în timp a mărimii de ieşire cea de intrare :

F(r, r, r, …, r(n), y, y, …, y(n)) = 0

De cele mai multe ori ne interesează comportarea la o mărime standard de intrare sau caracteristicile de frecvenţă, mai ales dacă elementul are o comportare tip filtru.

5) Pragul de sensibilitate reprezintă limita inferioară a variaţiei mărimi de intrare sesizată cu certitudine de către traductor. Atunci când acesta este raportat la domeniu de măsură exprimă rezoluţia (puterea de rezoluţie).