Transcript SAIIV1

Sisteme de achizitii,
interfete si instrumentatie
virtuala
Placă
achiziţie
Traductoare
Condiţionare
semnal
Software
Prof. dr. ing. Valer DOLGA,
Cuprins_1












Informatii generale
Introducere
Informatia
Informatia, masurare, utilizare
Semnal
Informatie si semnal
Mod de operare
Interfata: operator – masina, scop, interfata haptica
Instrumente de lucru
Achizitii de date, surse de semnal, metode
Instrumentatie virtuala
Obiectul cursului
Prof. dr. ing. Valer DOLGA
2
SAIIV- Informatii generale
•CURS – 2h / saptamina: III – Mecatronica, Roboti, MF
•LABORATOR
- 2h / saptamina: as.ing. Adriana Teodorescu
- Sala 311
•PROIECT
- 1h / saptamina: drd.ing C. Moldovan
- Sala 311
•NOTA_PARCURS = (NOTA_LAB + NOTA_PR) x PREZ_CURS / 28
•EXAMEN …..10 subiecte ( 5 subiecte teoretice + 5 probleme)
•NOTA_EXAMEN = Σ(note_subicte)/10
•NOTA_SAIIV = 0.36 x NOTA_PARCURS + 0.64 x NOTA_EXAMEN
Prof. dr. ing. Valer DOLGA
3
Informatia
• din latina – informatio
• cuvintul este polisemantic – poate capata diverse semnificatii functie de
domeniile si contextul in care este folosit
• termenul este legat de un proces informational (succesiunea operatiilor /
actiunilor prin care se informeaza), rezultatul acestui proces (volum,
varietatea de informatie)
• intr-o definire simpla se poate spune că informaţia reprezintă o reprezentare
a realităţii printr-un set de simboluri accesibile simţurilor şi raţiunii umane
•intr-o structură organică a sistemului mecatronic, informaţia poate exista
sub forma unui semnal (de ex. semnal electric) sau codificată într-un obiect
material ( de ex.: mostră de sânge, text scos la imprimantă etc.);
• semnalul se poate defini ca un purtător fizic de informaţie despre varianţa
în timp a energiei.
Prof. dr. ing. Valer DOLGA
4
Informatie, masurare si
utilizare
rezistor
Model
matematic
V=IR
Prof. dr. ing. Valer DOLGA
5
Model
Set de date referitor la
proprietatile “obiectului”:
animal, inaltimea 30 cm,
lungimea 60 cm, greutatea
10 kg, …..
Proprietati
fizice
Schema zoologica:
•ANIMAL
•Vertebrat
•Carnivor
•……
Prof. dr. ing. Valer DOLGA
6
Semnal
Forma purtătoare
Semnal mecanic: viteză,
forţă, masă, presiune etc.
geometric:
Semnal
lungime, unghi, grosime,
volum, suprafaţă, nivel etc.
Semnal hidraulic: presiune,
presiune diferenţială, debit
etc.
pneumatic:
Semnal
presiune,
Semnal acustic:
Semnal termic:
Semnal magnetic:
Semnal electric: curent,
tensiune, sarcină
Semnal optic:
Semnal kern..
chimic:
Semnal
concentraţie, pH
Parametrii informaţiei





Amplitudine
Frecvenţă
Fază
Număr de impulsuri
....
Prof. dr. ing. Valer DOLGA
Forma semnalului





Semnal analogic
Semnal discret
Semnal binar
Semnal digital
......
7
Informatie si semnal
SEMNAL
ELECTRIC
INFORMAŢIE
PRIMARĂ
SENZOR
mediu
Y
X
SEMNAL
PERTURBATOR
INFORMAŢIE
FIZICĂ
PRIMARĂ
X
mediu
SENZOR
SEMNAL
ELECTRIC
Y
SEMNAL
DE
INTERFERENŢĂ
X1
Prof. dr. ing. Valer DOLGA
8
Modul de operare
a
MăSURAND
TRADUCTOR
Metoda de nul
(echilibru)
b
Metoda deviatiei
Prof. dr. ing. Valer DOLGA
9
Mediu, achizitii de date, interfete,
instrumentatie virtuala
CIRCUITE DE
CONDIŢIONARE
EMIŢATOR
4 – 20 mA
RECEPTOR
4 – 20 mA
SENZOR
CONVERTOR
A/N
PROCES /
MEDIU
μC
CONVERTOR
N/A
SURSA DE
CALDURA
CIRCUITE DE
CONDIŢIONARE
CIRCUITE DE
CONDIŢIONARE
RECEPTOR
4 – 20 mA
EMIŢ?TOR
4 – 20 mA
Prof. dr. ing. Valer DOLGA
CIRCUITE DE
CONDIŢIONARE
10
Interfata
Interfaţa - o frontieră între două subsisteme
•un concept comun
•un sistem de codificare comun.
Interfaţa
•operator – maşinǎ
•maşinǎ – maşinǎ
Interfata - totalitatea modalitǎţilor – butoane, pedale, display grafic,
instrumente etc.- pentru supervizarea, asistarea proceselor dintr-un sistem.
Prof. dr. ing. Valer DOLGA
11
Interfata operator - masina
Douǎ scopuri principale:
A – informaţie corectǎ în timp real:
A1 – integrarea controlului auto-adaptiv;
A2 – instrumente pentru managementul
datelor;
A3 – sisteme expert pentru alarmare,
avizare;
A4
–
tehnici
de
reprezentare
îmbunǎtǎţite la un preţ convenabil.
B
–
interacţiunea
senzorialǎ avansatǎ
Prof. dr. ing. Valer DOLGA
12
douǎ scopuri principale pentru interfaţa
operator – maşinǎ
A – informaţie corectǎ în timp real: se promoveazǎ abilitatea de a obţine
orice informaţii despre proces în orice moment, de oriunde, instantaneu prin
interogare (cu securitatea impusǎ). Acest scop poate fi divizat în
subfuncţiile:
• A1 – integrarea controlului auto-adaptiv;
• A2 – instrumente pentru managementul datelor;
• A3 – sisteme expert pentru alarmare, avizare;
• A4 – tehnici de reprezentare îmbunǎtǎţite la un preţ convenabil.
B – interacţiunea senzorialǎ avansatǎ: se promoveazǎ noi posibilitǎţi de
interacţiune între proiectantul procesului / operator şi proces;
De ex.: Interfeţele biomecanice integrate - comandǎ prin voce, biometrie,
neorologice
Realitatea virtualǎ - interacţiune în timp real a unui utilizator cu o “lume”
creatǎ prin intermediul sistemului de calcul.
Componenta hardware - necesitǎ preluarea semnalului de intrare de la
utilizator şi asigurarea cǎii de reacţie de la sistemul de calcul - canale
senzoriale - interfeţe haptice.
Reacţia hapticǎ (feedback) - pentru realitatea virtualǎ include modalitǎţi de
realizare prin contact şi respectiv forţǎ
Prof. dr. ing. Valer DOLGA
13
Interfata haptica
Interfaţa Rudgers Master II
Senzori Hall şi IR permit:
• determinarea parametrului mişcǎrii flexie / extensie;
• deplasǎrile din cuplele cinematice de translaţie
Prof. dr. ing. Valer DOLGA
14
Obţinerea informaţiei despre
forţa de contact
3V
Raza incidenta
Raza reflectata
R1
R2
Vi
660 nm
LED roşu
LED
fototranzistor
plastic
protectie
fire
adeziv
deget
Prof. dr. ing. Valer DOLGA
15
buton
circuit electric
deget
dispozitiv
contact
a)
senzor / emitor
receptor
deget
dispozitiv
imagine
switch
b)
Prof. dr. ing. Valer DOLGA
16
Interfata operator-robot
Interfata haptica:
Actionare electrica;
Reductoare armonice
Senzor de forta pentru 6
componente
Prof. dr. ing. Valer DOLGA
17
Instrumente de lucru
a)
b)
c)
d)
f)
e)
Prof. dr. ing. Valer DOLGA
18
Achizitii de date asistata de
calculator
Placă
achiziţie
Traductoare
Condiţionare
semnal
Software
FENOMEN FIZIC
Temperatură, presiune,
debit, forţă, densitate etc.
TRADUCTOARE
CIRCUITE DE
CONDIŢIONARE
PLACĂ DE ACHIZIŢIE
SAU SISTEM DE
MĂSURARE
CABLAJ
Prof. dr. ing. Valer DOLGA
19
Achizitii de date
y
Măsurarea semnalului continuu - exemplu tipic:
•tensiune
y0
•temperatura
•presiune sau efort
t0
t
Interesează: amplitudinea semnalului “y0” la
momentul de timp “t0” corespunzător;
traductor
(anemometru)
Placa de achizitie
Prof. dr. ing. Valer DOLGA
instrument
20
Surse de semnal
a) cu conexiune la masa
b) fara conexiune la masa
Nu exista potential de referinta
(floating source)
Prof. dr. ing. Valer DOLGA
21
Sistemul de
măsurare
diferenţial
Prof. dr. ing. Valer DOLGA
22
Sistemul de măsurare pseudo-diferenţial
(single-ended)
Prof. dr. ing. Valer DOLGA
23
Placa achizitie
Anemometru
+
R
subVI din biblioteca
mediului de lucru AI
Sample Channel.vi
Prof. dr. ing. Valer DOLGA
24
Instrumentatie virtuala
Prof. dr. ing. Valer DOLGA
25
Valoare semnal
urmarit
Semnal util +
zgomot
Conditionare semnal prin software
Prof. dr. ing. Valer DOLGA
26
Semnal
nefiltrat
Semnal
filtrat
Prof. dr. ing. Valer DOLGA
27
Obiectul cursului
• definirea notiunii si a rolului sistemului de achizitii de date
• analiza structurii sistemului pentru achizitia de date
• analiza variantelor de interfatare si modul de utilizare
• rolul instrumentatiei virtuale si modul de constructie si utilizare
a instrumentelor virtuale
Prof. dr. ing. Valer DOLGA
28