SISTEMA DI ACQUISIZIONE DATI

Un sistema di acquisizione dati è un sistema di misura elettronico realizzato per monitorare, registrare ed eventualmente post-elaborare le misure di una o più grandezze fisiche.

STRUTTURA GENERALE

Parlando di sistemi, si intende un insieme di strumenti che opportunamente collegati e settati realizzano una o più catene di misura.
Il caso più elementare di sistema d’acquisizione dati è quello composto da due soli strumenti:
1) un sensore che legge la grandezza fisica d’interesse, e la converte in un segnale elettrico;
2) un acquisitore che legge il segnale elettrico e provvede alla sua registrazione.
L'intero sistema, dal sensore che viene applicato al misurando, fino al supporto dello strumento registratore, costituisce una catena di misura.
Nella pratica i sistemi d’acquisizione possono essere composti da molte apparecchiature. Infatti, è spesso necessario adattare i segnali dei trasduttori agli ingressi dei strumenti registratori (condizionamento del segnale). Inoltre, la strumentazione si moltiplica quando si registrano diverse grandezze contemporaneamente (vedi paragrafo successivo). In alcuni sistemi di misura (es. nella ricerca delle particelle elementari o nel testing aerospaziale) si può arrivare a sistemi composti da centinaia di strumenti.
Sebbene la maggior parte di questi sistemi abbiano propri dispositivi di input/output (visualizzatori, monitor, pulsantiere, tastiere, ecc...) che permettono all’utente di monitorare le misure e il settaggio delle apparecchiature, alcuni di essi non ne dispongono. A questi appartengono quei sistemi pensati per essere installati a bordo veicolo, in località non facilmente raggiungibili o dove lo spazio è troppo ristretto per poterlo usare installando interfacce per l’utilizzatore. Questi devono così essere utilizzati attraverso un collegamento ad un terminale remoto.
Indipendentemente dalla presenza di dispositivi di input/output per l'utilizzatore, la totalità dei moderni sistemi d’acquisizione dispongono di interfacce standard ad elaboratori remoti (RS232, USB, Canbus....), allo scopo di trasferire velocemente i dati od effettuarne il controllo in remoto.

CARATTERISTICHE TECNICHE

La struttura più semplice di un sistema d'acquisizione digitale si può ridurre a 5 blocchi funzionali:



1) Il trasduttore che trasforma una grandezza fisica in una grandezza elettrica;
2) Il circuito di condizionamento che amplifica, filtra e standardizza il segnale fornito dal trasduttore, rendendo disponibile all’ADC segnali standard (generalmente compresi tra 0 e +10 volt);
3) Il Sample and hold (S/H,“campionamento e tenuta”) che "blocca" il valore del segnale analogico ad una frequenza nota (frequenza di campionamento,"fck"), rendendolo disponibile alla conversione. Si può paragonare ad un interruttore collegato ad un condensatore: l'interruttore viene comandato alla frequenza "fck", quando l'interruttore è chiuso il condensatore si carica al valore del segnale (sample), quando l'interruttore è aperto il condensatore non si scarica, mantenendo il valore del segnale (hold);
4) L'analogic digital converter (ADC) è il convertitore che converte il segnale analogico in una stringa binaria;
5) L'elaboratore è colui che elabora il dato fornito dall'ADC.
Mentre il blocco S/H e ADC sono sempre integrati nel medesimo strumento, i restanti blocchi possono essere fisicamente realizzati come strumenti a sé stanti.