Meetsystemen en signalen PDF

T2: Meetsystemen en signalen  Meetsystemen & signalen Meten is weten SIGNAAL ACQUISITIE MEETSYSTEEM Fysisch variabele Meetbaar signaal...

T2: Meetsystemen en signalen  Meetsystemen & signalen Meten is weten SIGNAAL ACQUISITIE MEETSYSTEEM Fysisch variabele Meetbaar signaal Signaal Data acquisitie Transducer (bv: temperatuur, druk, (bv: spanning, conditionering instrument verplaatsing, licht, etc.) stroom, etc.) Voorbeeld: Transducer © Nele De Geeter  Signalen Meten is weten SIGNAAL Signaalclassificatie (type signaal) - Digitaal - Analoog Fysisch variabele Meetbaar signaal Informatie van het signaal Transducer (bv: temperatuur, druk, (bv: spanning, - Stand / waarde verplaatsing, licht, etc.) stroom, etc.) - Snelheid / frequentie - Vorm Sensorconfiguratie (aarding van signaalbron) - Geaard - Zwevend niet-gerefereerd © Nele De Geeter Signalen > classificatie & informatie > analoog Analoog Waarde Alle waarden in range zijn mogelijk (hier -5 tot 5 V) Vorm Frequentie-analyse Frequentie Frequentie-analyse Signalen > classificatie & informatie > analoog Analoog - frequenties fmax = de hoogste frequentie van je signaal Nyquist criterium Nyquist frequentie fN = sampling frequentie fs / 2 Enkel f < fN kunnen correct weergegeven worden Neem dus fs ≥ 2 fmax In de praktijk vaak fs = 5-10 fmax check fs (sample rate) van je DAQ apparatuur © Nele De Geeter Signalen > classificatie & informatie > analoog Analoog - frequenties Gelijktijdig versus Multiplexed samplen Multiplexed samplen is goedkoper (slechts 1 ADC nodig) De sample klok start het samplen en een convert klok is nodig om de ADC te triggeren. De sampling frequentie (fs) van de ADC moet worden verdeeld over het aantal actieve kanalen N  fs/N © Nele De Geeter Signalen > classificatie & informatie > analoog Analoog - frequenties Gelijktijdig versus Multiplexed/Aggregated samplen © Nele De Geeter Signalen > classificatie & informatie > analoog Analoog - frequenties Frequenties fi < fN ? worden correct gesampled > fN ? verschijnen als aliasen!  aliasering / ghosting Alias frequentie van fi = | dichtstbijzijnd meervoud van fs - fi | © Nele De Geeter Signalen > classificatie & informatie > analoog Analoog - frequenties In de praktijk voor signalen met ongekende maximum frequentie (fmax) gebruikt men een laag-doorlaatfilter met cut-off frequentie fs/2 om aliasering tegen te houden © Nele De Geeter Signalen > classificatie & informatie > digitaal Digitaal Veruit het meest voorkomend Stand TTL signaal (transistor-transistor logica) Twee standen: - Laag / uit : 0 – 0,8 V - Laag / uit - Hoog / aan : 2 – 5 V - Hoog / aan 24V signaal (24 VDC logica) - Laag / uit : 0 – 4 V - Hoog / aan : 11 – 24 V Snelheid Andere logische families (bv CMOS, …) © Nele De Geeter Signalen > sensorconfiguratie Sensorconfiguratie: belangrijk te weten of signaal al dan niet geaard is  heeft effect op de configuratie van DAQ apparatuur (zie later) Niet gerefereerd (zwevend) Geaard Bv: thermokoppel, transformator, etc. Bv: signaalgenerator, elektrische voeding, etc. © Nele De Geeter  Meetsystemen & signalen Meten is weten SIGNAAL ACQUISITIE MEETSYSTEEM Fysisch variabele Meetbaar signaal Signaal Data acquisitie Transducer (bv: temperatuur, druk, (bv: spanning, conditionering instrument verplaatsing, licht, etc.) stroom, etc.) © Nele De Geeter Meetsystemen > DAQ apparatuur De sensor wordt aangesloten op specifieke pinnen van de DAQ apparatuur. Deze wordt dan verbonden met de pc. De meeste DAQ-kaarten bevatten: AI x: analog input x - Analoge inputs (AI) AO x: analog output x - Analoge outputs (AO) DI x: digital input x - Digitale I/O DO x: digital output x Px.y: port x line y Natuurlijk bestaat er specifieke DAQ apparatuur (zelfde als DIO) PFI x: programmable voor specifieke toepassingen. function interface channel x GND: ground COM: common ground SENSE: common reference point NC: no connect © Nele De Geeter Meetsystemen > DAQ apparatuur Device Pinouts toewijzing van de pinnen © Nele De Geeter Meetsystemen > DAQ apparatuur Configuratie De manier waarop de signaalbron is geaard, beïnvloedt de configuratie van de DAQ apparatuur Niet gerefereerd (zwevend) Geaard - DIFF (differentieel) - RSE (referenced single-ended) - NRSE (non-referenced single-ended) - pseudodifferentieel © Nele De Geeter Meetsystemen > DAQ apparatuur Configuratie De manier waarop de signaalbron is geaard, beïnvloedt de configuratie van de DAQ apparatuur ++ + +/- +/- + -- +/- +/- © Nele De Geeter Meetsystemen > DAQ apparatuur NI MAX (Measurement & Automation Explorer) Ideaal voor configureren en testen van apparatuur Rechter muisknop > Device Pinouts © Nele De Geeter Meetsystemen > DAQ apparatuur NI MAX (Measurement & Automation Explorer) Ideaal voor configureren en testen van apparatuur Bv. spanning opmeten DEMO mbv myDAQ: Gelijk- en wisselspanning opmeten Meetsystemen > DAQ apparatuur DEMO mbv myDAQ: Gelijk- en wisselspanning opmeten © Nele De Geeter