Une centrale d’acquisition pour système d’extensométrie pilotée par deux DSP

Le 01/05/2002 à 0:00 par La rédaction

Destinée aux essais de qualification d'avions, la centrale d'acquisition développée par Delfe Electronique gère jusqu'à 128 voies analogiques différentielles. Elle est formée d'une carte calculateur intégrant deux DSP d'Analog Devices, et de une à huit cartes d'amplification et de conditionnement des signaux délivrés par des jauges de contraintes.

Les processeurs DSP ont longtemps été ignorés par les constructeurs de systèmes d'acquisition, et ce malgré leur indéniable propension à prendre en charge ce type d'application en temps réel. La société Delfe Electronique a fait figure de pionnier dès 1991 en concevant une centrale d'acquisition sur 64 voies analogiques, basée sur un ADSP-2101 d'Analog Devices, pour réaliser les tâches de filtrage et de correction d'erreurs des éléments de la chaîne de conditionnement et de conversion.

Aujourd'hui, Delfe Electronique a achevé le développement d'une centrale d'acquisition de troisième génération pour la société Celi-ANS. Conçue pour les essais de qualification d'avions, cette centrale baptisée Cende 128 est bâtie autour de deux DSP qui gèrent un ensemble de 128 voies analogiques différentielles.

Cende 128 est un système d'acquisition pour applications d'extensométrie où les déformations mécaniques d'éléments ou de matériau en essai sont mesurées à l'aide de jauges de contrainte. La centrale est conçue pour répondre au test de structures complexes ou conséquentes nécessitant un grand nombre de capteurs, soit 128 ou plus, comme il est possible d'en trouver par exemple dans les domaines de l'aérospatial ou de l'aéronautique. La figure 1 illustre la topologie d'un tel dispositif de test où les liaisons entre les diverses unités sont fort longues, puisqu'elles peuvent atteindre 200 m.

Ces tests à des efforts quasi statiques ne demandent pas une cadence de mesure élevée, sauf en cas de rupture ou de casse, afin de caractériser finement le phénomène. En conséquence, l'acquisition se fait au rythme de 200 mesures par seconde et par voie, puis est réduite à une mesure par seconde par voie transmise au superviseur en mode d'exploitation normale. En cas de rupture, le superviseur ordonne à la centrale de mémoriser 60 s d'événements en plus des 10 s de trace normale, le système complet se comportant alors comme un analyseur de transitoires. Parallèlement aux mesures effectuées sur les jauges de contrainte, cet équipement réalise des mesures de température, de déplacement et de tension haut et bas niveau.

Pour ce faire, les 128 voies de la centrale Cende 128 sont organisées en 8 groupes de 16 voies. A chaque groupe est associée une carte de conditionnement qui le personnalise pour prendre en charge les différents types de mesures suivants :
- mesure d'extensométrie en montage pont complet (figure 2a) ;
- mesure d'extensométrie en montage quart de pont (figure 2b) ;
- mesure de déplacement par potentiomètre ;
- mesure de température par thermocouple de types J,K,S ;
- mesure de tension haut et bas niveau ;
- mesure de courant/tension avec alimentation pour capteur électronique ±15 V et +28 V.

La centrale, contrôlée par un superviseur, dispose de deux modes de fonctionnement : exploitation et test local. Le premier est le mode opérationnel pendant lequel la centrale transmet sur une ligne asynchrone RS-232 (4 800 Bauds) ou synchrone RS-422 (1 Mbit/s) les mesures acquises et traitées vers le superviseur distant. Quant au second mode il autorise, à l'aide d'un PC ou d'une console VT100, le test et le contrôle de la centrale de mesure. Et ce afin de procéder à des évaluations de caractéristiques métrologiques et fonctionnelles ou encore, si nécessaire, de réaliser les réglages et ajustements de la chaîne d'acquisition de l'équipement.

Références bibliographiques :

Notice de mise en œuvre de la centrale Cende 64, Delfe Electronique ;
- Datasheet ADSP-2191M révision 0, Analog Devices ;
- Datasheet ADSP-218xN révision 0, Analog Devices ;
- Datasheet ADR421 revision 0, Analog Devices ;
- Datasheet AD7665 révision 0, Analog Devices ;
- Instrumentation amplifier application guide, seconde édition, Analog Devices.

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