Automatic Test Equipment

Un'altra struttura prevede un multiplexer digitale posto dopo la conversione, quindi ogni canale ha un proprio convertitore A/D. È migliore del precedente perché si velocizza il processo di conversione per ogni linea e si migliorano le performance del sistema in termini di Sampling Rate.

Il problema è un'elettronica di condizionamento per ogni canale (non economica e complessa topologicamente), massimo si trovano sistemi con 4/8 ingressi.

Entrambi i casi, comunque, implementano un Sistema di acquisizione dati (DAQ) che consiste in un hardware PC con Software per la misurazione ed in un per programmare.

I sistemi DAQ basati su PC sono più potenti, flessibili (mantenimento processo, hardware) e rappresentano una soluzione economica per effettuare le misure.

La DAQ board presenta una morsettiera ed un cavo con un connettore a 50 pin.

Sono di notevole importanza i seguenti canali:

• 1-2 Common GND
• 3-18 Analog Channel
• 20-21 Analog Signal
• 25-32

Digital InputDAQ Board Specifications

• Numero e tipologia di canali
• Frequenza di sampling
• Sampling mode (MUX o simultanei)
• Risoluzione A/D
• Settling time
• Rumore
• Timing SIGNALS TO DAQ CONNECTION

Esistono differenti tipologie di collegamento del DAQ, in base soprattutto al tipo di segnale con cui si ha a che fare.

Se tutti i canali devono avere GND in comune, i dispositivi di input così come le sorgenti di segnale, si utilizzano le configurazioni:

• COMMON GROUND
• SINGLE ENDED
• DIFFERENTIAL ENDED

È la configurazione raccomandata per la connessione di tutte le GND in comune. Richiede solo un cavo per channel, a parte l'opzionale cavo che connette la sorgente di segnale e il convertitore A/D alla stessa ground comune.

Questa tipologia di collegamento non è conveniente da utilizzare normalmente perché si dimezzano i pin, da 16 a 8. Si utilizza

sorgente del segnale hanno un offset tra tensione e GND, si utilizzano le configurazioni COMMON MODE VOLTAGE e DIFFERENTIAL ENDED con offset. La board misura la tensione d'ingresso in sistemi che variano il potenziale della propria GND, quindi la propria GND possono sempre essere monitorati con la configurazione differenziale, che rappresenta la configurazione migliore in questo caso. Se il dispositivo e la sorgente del segnale hanno un offset tra tensione e GND, si utilizzano le configurazioni COMMON MODE VOLTAGE e DIFFERENTIAL ENDED con offset.

La sorgente di segnale ha già una GND isolata, quindi si utilizzano le configurazioni ISOLATED GROUND SINGLE ENDED con GND isolata e DIFFERENTIAL ENDED con GND isolata. È una configurazione valida per monitorare gli input isolati, tuttavia resta il caso perché isolando in modo differenziale i vari input si ottiene un sistema molto performante e robusto al rumore. Solitamente presenta una resistenza di Pull-Down (10K) tra LOW e GND. I seguenti sistemi sono molto robusti e principalmente utilizzati a livello industriale.

FIELD POINT

Il Field Point è un sistema di misurazione distribuito che permette di monitorare o controllare segnali in piccole applicazioni industriali dove non è richiesta una velocità elevata perché la Sampling frequency non è elevata. Rappresenta comunque una soluzione a basso costo unita ad

può scaricare il codice nel controller e scollegare il PC, così diventando un sistema autonomo a tutti gli effetti e anche molto performante. SCXI L'SCXI è uno chassis robusto dove vengono inserite le schede modulari, solitamente da 4 a 8 postazioni, che riguardano la gestione dei segnali (filtri, trigger, amplificatori). È adatto per grandi sistemi di misurazione e che richiedono alte velocità di acquisizione dei dati, però lo svantaggio è che necessita di essere collegato sempre al PC. Caratteristiche dell'SCXI: - Architettura modulare: flessibile all'utilizzo da svolgere - Espandibile fino a 3072 canali - Integrazione: permette di combinare vari input e output - Elevata banda passante PXI Il PXI è un interessante sistema PC-Based per applicazioni di test, misura e produzione di sistemi automatizzati. È composto da uno chassis che fornisce l'alimentazione e la locazione dei vari strumenti o moduli I/O.

collegati tra loro tramite un bus specifico di sincronizzazione. I vari moduli sono controllabili tramite controller integrato modulare o da Pc tramite specifici software engineering. Non risulta essere costoso per le performance che offre ed inoltre è molto robusto sia (utilizzato in ambito Militare e Aerospaziale) (reiezionefisicamente che elettricamentea rumore e campi elettromagnetici).

Quali moduli ci sono? Non solo Data acquisition board, ma anche strumenti:

• Oscilloscope
• Signal Analyzers e Generators
• GPIB
• Flex ray
• Motion Control
• Switches
• Timing & Synchronization

GPIB

General Purpose Interface Bus

Il GPIB ( ), noto anche come IEEE_488, è un sistema hardware/software che permette di controllare dispositivi test per effettuare misure in modo veloce ed accurato. Party Line Generalmente la struttura GPIB presenta un bus dove ogni device, anche il controller, è connesso ad un bus generale molto robusto. La connessione tra pc e bus può essere dedicata (scheda)

o usb (tramite un cavo). I cavi GPIB sono connessioni fisiche che permettono di collegare tutti i dispositivi al bus, e presentano due o più connettori della stessa tipologia.

Avendo un bus Party Line l'informazione del controller viene immessa nel bus e quindi raggiunge tutti gli strumenti, allora è chiaro che ogni strumento deve avere un indirizzo differente per riuscire a capire il destinatario.

Questi cavi presentano:

• 8 linee dati - per trasferire dati da uno strumento all'altro;
• 8 linee di controllo - per gestire il traffico sulle linee dati;
• Data rate massimo - 1MB per distanze limitate, solitamente si aggira tra i 250/500KB.

Limitazioni:

• Non è possibile collegare più di 15 strumenti in un GPIB;
• Lunghezza massima cavi 20 metri, 2 strumenti non possono essere più lontani di 2 metri;
• Evitare di collegare in cascata più di 3 connettori nel pannello posteriore, per un motivo di peso che carica meccanicamente la struttura.

Ogni strumento può assumere,

Nel sistema, uno dei seguenti ruoli:

• TALKERS: è lo strumento che invia dati al controller.
• LISTENERS: sono gli strumenti che ricevono il comando e lo eseguono, ad esempio l'oscilloscopio col autoscale, comando riceve l'informazione ed esegue il processo. Tutti i dispositivi collegati al bus devono essere LISTENER.
• CONTROLLERS: sono gli strumenti che specificano chi sia e e quindi permettono di effettuare lo scambio dati, inoltre il controller del bus deve avere un'interfaccia GPIB per comunicare direttamente con il GPIB. I controller possono essere di due tipologie:
• Active Controller: è il Pc o strumento che controlla lo scambio dei dati.
• System Controller: è un unico Pc o strumento che può effettuare il controllo di un altro pc o GPIB.

I comandi di un GPIB riguardano la comunicazione col bus (standard IEEE 488.2). Sono comandi utilizzati principalmente per dire allo strumento di effettuare delle operazioni:

• Clear: pulisce il bus da ogni

operazione-Local: permette di ritornare all'operazione locale

COMANDI SCPI

Standard Commands for Programmable Instruments

L'SCPI (è) è un set di comandi standard che adattano gli strumenti SCPI a lavorare con strumenti simili.

Questi comandi forniscono specifiche funzioni, ad esempio possono dire allo strumento di effettuare una misura e spedire il dato d'uscita al controller.

È una programmazione abbastanza articolata ma è possibile mantenere nei comandi solo le lettere scritte in maiuscolo, ponendo però attenzione per gli spazi e le virgole che devono essere mantenute.

LabVIEW

In esistono due blocchi, dove è di fondamentale importanza l'ADDRESSSTRING che rappresenta l'indirizzo dello strumento che prendiamo in considerazione.

GPIB Write Function GPIB Read Function

Serve per effettuare misure con Serve per ottenere le misure l'oscilloscopio sfruttando gli SCPI dell'oscilloscopio, COMMANDS quindi sfrutta le SCPI QUERY:MEAS:FREQ

:MEAS:SOUR? - esegue misura di canale selezionato

:MEAS:VAMP?frequenza - misura Voltage per canale selezionato

:MEAS:SOUR CHAN 1 - seleziona esser letto canale 1

Per implementare una routine di controlli da remoto dello strumento sono fondamentali le seguenti parti:

1. Bus di comunicazione/ Interfaccia driver (Waveform generator, Scope)
2. Driver strumenti (sequenza delle operazioni da effettuare)
3. Procedure di misurazione (LabVIEW)
4. Programma