Conditionneurs de signaux: aider à fournir des mesures précises

Le conditionnement de signaux est un processus d'acquisition de données. Conditionneur de signaux est le nom de l'instrument utilisé pour effectuer cette action. Cet instrument convertit un type de signal électrique ou mécanique (signal d’entrée) en un autre (signal de sortie).  L'objectif est d'amplifier et de convertir ce signal en un format facile à lire et compatible.

Un conditionneur de signaux aide à fournir des mesures précises, essentielles pour l'acquisition de données et le contrôle de la machine. Ces instruments offrent souvent des fonctions complémentaires.

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Conditionneur de signaux, comment ça marche ?

Conversion de signaux

La fonction principale d'un conditionneur de signaux est de capter le signal et de le convertir en un signal électrique plus puissant. La conversion du signal est très utile pour les applications industrielles qui utilisent une large gamme de capteurs pour effectuer des mesures. Lorsque plusieurs capteurs différents sont utilisés, il est nécessaire de convertir les signaux générés pour qu'ils soient utilisables par les instruments auxquels ils sont connectés. Tous les signaux issus des capteurs peuvent être convertis en n'importe quel signal de processus standard.

Linéarisation

Certains conditionneurs de signaux peuvent effectuer une linéarisation lorsque les signaux produits par un capteur n'ont pas de relation linéaire avec la mesure physique. C'est le processus d'interprétation du signal par le logiciel et c'est assez commun pour les signaux de thermocouple. Cette méthode est utilisée pour atteindre une plus grande précision car chaque capteur n'est pas complètement linéaire. Les paramètres de linéarisation sont évalués lors de l'étalonnage du capteur et mentionnés dans le protocole d'étalonnage du capteur.

Amplification

L'amplification du signal et le processus d'accroissement du signal pour le traitement ou la numérisation. L'amplification du signal peut être effectuée de deux manières différentes : en augmentant la résolution du signal d'entrée ou en augmentant le rapport signal / bruit.

Le conditionnement de signal utilise une gamme de différents amplificateurs à des fins variées, y compris des amplificateurs d'instrumentation qui sont optimisés pour une utilisation avec des signaux CC et se caractérisent par une impédance d'entrée élevée, un taux de réjection de mode commun élevé et un gain élevé. Un autre exemple d'un conditionneur de signal utilisé pour l'amplification serait un amplificateur d'isolement, conçu pour isoler les niveaux de courant continu élevés du dispositif tout en faisant passer un petit signal alternatif ou différentiel.

Filtration

Une autre fonction importante d'un conditionneur de signaux est le filtrage. Le spectre de fréquence du signal est filtré pour inclure uniquement les données valides et bloquer tout bruit. Les filtres peuvent être fabriqués à partir de composants passifs et actifs ou d'un algorithme numérique. Un filtre passif utilise uniquement des condensateurs, des résistances et des inductances avec un gain maximum de un. Un filtre actif utilise des composants passifs en plus des composants actifs tels que les amplificateurs opérationnels et les transistors. Les conditionneurs de signaux de pointe utilisent des filtres numériques, ils sont faciles à régler et aucun matériel n'est requis.  Un filtre numérique est un filtre mathématique utilisé pour manipuler un signal, tel que le blocage ou le dépassement d'une plage de fréquence particulière. Ils utilisent des composants logiques tels que les ASIC, les FPGA ou sous la forme d'un programme séquentiel avec un processeur de signal.

Evaluation et fonctions intelligentes

Les conditionneurs de signaux modernes ont des fonctions supplémentaires pour l'évaluation du signal et le prétraitement des données de mesure. Ces fonctions "intelligentes" permettent de surveiller et évaluer les alertes et les alarmes directement via une sortie de commutation électrique rapidement. D'autres fonctions "intelligentes" comme la voie interne calculée peuvent gérer des fonctions mathématiques, telles que l'ajout de signaux de capteur ou encore un contrôleur PID. Ces fonctions permettent d'obtenir un système plus réactif et plus rapide, elles réduisent également la charge de contrôle de la machine.

Interfaces

Les convertisseurs de signaux doivent transmettre les signaux des capteurs via des interfaces standard et des protocoles au contrôle de la machine. Ces interfaces peuvent être analogiques ou numériques. Les interfaces analogiques communes sont des signaux de tension (+/- 10V) ou de courant (+/- 20mA) faciles à manipuler, mais chaque signal nécessite un câblage séparé. Les interfaces numériques modernes sont conçues comme des interfaces bus Ethernet (Profinet, Ethercat, Ethernet / IP) et permettent de connecter plusieurs composants avec un seul câble. Le câblage est ainsi réduit. De plus, les interfaces numériques permettent également de transmettre des informations supplémentaires, telles que les informations de diagnostic des composants, ce qui est très important pour réduire les temps d'arrêt et accélérer la maintenance.

Conditionneurs de signaux de HBM

HBM offre plusieurs conditionneurs de signaux pouvant remplir diverses fonctions, y compris celles mentionnées dans cet article. Nos conditionneurs de signaux répondent aux besoins du contrôle de la production et de la fabrication. Pour en savoir sur le conditionnement de signaux : contactez-nous.

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