En écriture : Construire et piloter un système de mesure avec LabVIEW (DAQ et Instrument)

[Desruelle_luc]

Extrait du livre "LabVIEW : Programmation et Applications" chapitre 4 Applications : Construire et piloter un système ..."

on branche deux fils et ça fonctionne ?....Construire un système de mesure ou de génération de signal est l’origine de la création de LabVIEW pour acquérir, analyser et présenter les données.

Il est ainsi le langage de développement le plus efficace pour réaliser un tel système.

Nous allons :

• Rappeler les éléments important à prendre en compte lors de la définition du système d’instrumentation sur ordinateur ;
• Expliquer comment réaliser le logiciel avec LabVIEW, aussi bien avec des cartes d’acquisition (DAQmx) qu’avec des instruments de mesure sur table (VISA et IVI) ;
• Introduire l’acquisition de données sur les systèmes Temps Réel (RT) et FPGA.

I] Caractéristiques d’un système de mesure

La réalisation technique se compose en général des éléments suivants :

1. Les capteurs ;
2. Le conditionnement des signaux ;
3. Le câblage ;
4. Le matériel de numérisation / génération de données ;
5. Le driver et logiciel d’application ;
6. L’ordinateur.

II] Quelques rappels

• La tension est la différence de potentiel électrique entre deux points, souvent noté « + » et « – » ;
• Le point de référence est le niveau de tension auquel la mesure est référencée. La Masse est la référence des potentiels électriques. Elle n'est pas forcément reliée à la terre.
• Le Common ou COM est un point de référence du circuit électrique.
• Le GND est le terme anglais Ground pour Masse.
• La Terre est reliée à la terre "physique", et a un potentiel de 0 V. C'est un point de référence du circuit éléctrique avec un potentiel particulier de 0V;
• La définition légale française est : « Terre : masse conductrice de la terre, dont le potentiel électrique en chaque point est considéré comme égal à zéro. »
• Lorsque la Masse est reliée à la Terre, alors la référence des potentiels électriques du circuit est à 0V;

III] A prendre en compte pour faire une mesure

Lors de la connexion de plusieurs sources de tension sur le même système de mesure, il convient d’avoir une référence de masse, physiquement unique et commune afin de ne créer aucune « boucle de masse ».

En effet, deux points de masse distants et connectés entre eux donneront naissance à un courant résiduel entre ces deux points. Ce courant résiduel générera du bruit et altérera la mesure.

Pour comprendre "comment effectuer une mesure ?" Il faut connaître :

1. L’origine électrique des sources de signaux à mesurer : référencé à la masse ou flottant
2. En déduire la connexion sur l'entrée du systéme de mesure: Différentiel, RSE ou NRSE
3. Il faut toujours un référencement à la masse, direct ou via une resistance de polarisation

Pour faire une mesure il convient de connaître la nature du signal à mesurer, au sens de l’origine électrique des sources de signaux. Il en existe deux types:

• Référencé ou relié à la masse
• Non Référencé ou flottant

Dans le cas des cartes d’acquisition de National Instruments, elles sont configurables en :

• Différentiel, aucune des entrées de l'amplificateur d'instrumentation n'est référencée à la masse d'un système. Les mesures effectuées en mode différentiel nécessitent davantage de voies, puisque chaque mesure demande deux voies d'entrées analogiques.
• RSE ou asymétrique référencé à la masse : les mesures ne nécessitent qu'une seule voie d'entrée car le second fil est commun, utilisé par toutes les voies et relié à la masse du système de mesure.
• NRSE ou asymétrique non référencé: comme le mode référencé, mais le point commun n’est pas relié à la masse du système de mesure.

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