Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

P Breuil 2010 Axe Instrumentation 2010 Travaux pratiques d’Instrumentation Numé

P Breuil 2010 Axe Instrumentation 2010 Travaux pratiques d’Instrumentation Numérique 1. GENERALITES .................................................................................................................................. 3 1.a Déroulement des TPs ....................................................................................................................... 3 1.b Contenu de ce document : ................................................................................................................ 4 2. INTRODUCTION A LABVIEW ....................................................................................................... 5 2.a Introduction ...................................................................................................................................... 5 2.b Aide .................................................................................................................................................. 5 2.c Construction d’un premier instrument virtuel : ................................................................................. 5 2.d Principes de Labview ....................................................................................................................... 7 2.e Techniques de débogage : ................................................................................................................ 8 2.f Les structures (Palette Structures): ................................................................................................... 8 2.g Sous VIs ......................................................................................................................................... 14 2.h Conclusion :.................................................................................................................................... 15 3. L’ECHANTILLONNAGE ............................................................................................................... 17 3.a La discrétisation dans le temps : ..................................................................................................... 18 3.b La discrétisation de la grandeur mesurée : ..................................................................................... 18 3.c Le théorème de la moyenne : .......................................................................................................... 19 4. TP N°1 REGULATION NUMERIQUE DE TEMPERATURE .................................................... 21 4.a Principe général: ............................................................................................................................. 21 4.b Dispositif, action et mesure : .......................................................................................................... 22 4.c Identification du processus : ........................................................................................................... 23 4.d La régulation PID : ......................................................................................................................... 25 4.e Mesure de la température de l’élément chauffant: (à faire si la partie PID est terminée…) ........... 28 5. TP N°2: DETECTION SYNCHRONE ............................................................................................ 31 5.a But: ................................................................................................................................................. 31 5.b Préambule : Analyse fréquentielle & signaux périodiques ........................................................... 31 5.c Quelques outils disponibles : .......................................................................................................... 33 5.d VIs à réaliser : ................................................................................................................................ 34 6. TP N°3 : LIAISONS NUMERIQUES / ETALONNAGE .............................................................. 39 6.a Introduction : .................................................................................................................................. 39 6.b Préambule : Incertitude de mesure, régression linéaire .................................................................. 39 6.c Utilisation d’une liaison série RS232 : ........................................................................................... 43 6.d Première réalisation: milliVoltmètre .............................................................................................. 46 6.e Deuxième réalisation : balance numérique ..................................................................................... 46 6.f Annexe : fonction Excel « DROITEREG » .................................................................................... 49 INST R UM ENTA T ION AXE 2 3 1. Généralités 1.a Déroulement des TPs Ces travaux pratiques ont une durée de 7 séances de 3 heures. La première séance, d’initiation à l’environnement Labview, ne sera pas évaluée. Les 6 autres seront partagées en 3 TPs tournants, chaque TP de 2 séances faisant l’objet d’une évaluation séparée. Planning des TPs en fonction des groupes de binômes : Séances TP1 : Régul. température TP2 : détection synchrone TP3 : Liaison numérique, calibrage 2 et 3 A1, A2, A3 A4, A5 A6, A7 4 et 5 A6, A7 A1, A2, A3 A4, A5 6 et 7 A4, A5 A6, A7 A1, A2, A3 Au cours de ces 3 TPs, les élèves construiront un ou des programmes (Ou V.I. = Virtual Instrument) qui seront sauvés sur le disque dur dans le répertoire « Mes Documents\xx » où xx est le nom du binôme (ex : A2). Si plusieurs VIs sont demandés, chacun pourra être cons- truit à partir du précédent mais sera sauvegardé séparément sous un nom explicite et non fan- taisiste. Le travail demandé est dans les zones de texte encadrées et grisées de ce document. Les VIs seront abondamment commentés, et les résultats complémentaires (réponses aux questions, calculs hors labview etc…) seront fournis sous forme de fichier Word ou Excel (notamment pour les TPs 1 : courbes de réponse et 3 : calculs et données d’étalonnage) Remarque : il est impossible, pour des raisons pratiques et de licence de travailler sur les VIs en dehors des séances de TPs. Il sera tenu compte lors de l’évaluation, de la démarche et de l’autonomie des élèves, du travail d’équipe, et il n’est pas forcément nécessaire de tout réaliser pour obtenir une bonne note. Ces séances doivent être considérées comme du contrôle continu, c’est à dire que le travail ne doit être fait que pendant le temps imparti. Il sera aussi tenu compte, lors de l'évaluation, des retards et absences non justifiés. Enfin, du matériel informatique et électronique parfois onéreux ou pouvant présenter des dangers (rares !) est mis à disposition : il est vivement recommandé aux élèves de toujours agir en connaissance de cause (une documentation complète peut être mise à leur disposition). 4 1.b Contenu de ce document : Le chapitre 1 contient un tutorial Labview qui sera exécuté pendant la première séance, non évaluée. Le chapitre 2 « l’échantillonnage », contient les principales règles et propriétés de l’échantillonnage, il est nécessaire de l’avoir assimilé avant d’aborder le premier « vrai » TP (donc avant la deuxième séance). Les 3 autres chapitres sont relatifs aux 3 TPs et ne seront donc pas forcément vu dans l’ordre. Il est très fortement conseillé de les avoir lu, et d’en avoir assimilé les généralités, avant d’aborder le TP correspondant. En tout état de cause, ne pas se lancer dans la programmation des instruments avant d’avoir lu et compris le document correspondant. 5 2. Introduction à Labview 2.a Introduction Labview est un logiciel développé par National Instruments pour l’instrumentation. Il se caractérise par une programmation entièrement graphique. De très nombreuses fonctions sont disponibles, notamment pour la génération, l’acquisition et le traitement du signal. Pensez à explorer les différents menus avant de réé- crire les fonctions qui existent peut-être déjà. (Pensez aussi à utiliser les menus « popup » (ou « surgissant ») avec le bouton droit de la souris. 2.b Aide 2 possibilités d’aide en ligne: La fenêtre d’aide : menu Aide – Visualiser l’aide ou Ctrl-H : si cette aide est active, il suffit de placer le curseur sur un élément pour avoir une aide simplifiée. Pour une aide plus complète : menu Aide – référence en ligne (et notamment Labview Référence - Functions & VIs). Le jeu de manuels Labview est à votre disposition. 2.c Construction d’un premier instrument virtuel : Cliquer sur « Nouveau » puis « VI vide ». 2 fenêtres composant un « instrument virtuel » (VI = Virtual Instrument )sont alors crées : Une face avant (initialement grise) reproduisant les différents contrôles (action de l’utilisateur vers l’instrument, donc entrée d’une variable) et les différents indicateurs (visuali- sation d’une variable). 6 Un diagramme fonctionnel (initialement blanc) où l’on retrouve les contrôles, les indica- teurs ainsi que des opérateurs. Ce diagramme est le programme. On peut passer de l’un à l’autre par Ctrl-E ou par le menu Fenêtres. Faire apparaître, si ce n’est déjà fait, la palette d’outils (Fenêtre / Palette d’outils) : On va réaliser un instrument qui affiche une valeur saisie à l’aide d’un bouton et bruitée. Ouvrir un nouveau VI (Fichier - Nouveau). Cliquez-droit dans la fenêtre « face avant » (fond gris) pour ouvrir un menu popup « Commandes ». Choisissez un indicateur de type « Vumètre » dans la palette « Numérique » et baptisez le « Signal », soit immédiatement après sa création soit en utilisant l’outil »d’édition chaîne ». Faire apparaître l’afficheur numérique en cliquant avec le bouton droit sur le Vu-mètre et en choisissant « éléments visibles / afficheur numérique » Graduez le Vumètre de 0 à 100 (à l’aide de ou ). Faire la même chose avec un bouton rotatif. Basculez sur la fenêtre diagramme fonctionnel (Ctrl-E) (« diagramme », la blanche). Les 2 éléments crées apparaissent. Le premier est un « indicateur », servant à visualiser une variable, le deuxième une « commande », servant à saisir une variable. Modification Contrôle (exé- cution et édition) Création connexion Edition chaînes (édition seulement) + création de commentaires Sonde Point d’arrêt Gestion des couleurs Déplacement & redimensionnement (édition seulement) Choix automatique de l’outil 7 cliquez-droit dans la fenêtre et dans le menu « Numérique », placer les 3 opé- rateurs (multiplieur, additionneur et aléatoire) et la constante ( ), comme ci-dessous. Remarquez qu’en « promenant le curseur de la souris, celui-ci change de forme ( ) lorsqu’il passe sur des zones sensibles des éléments dits « terminaux ». En cliquant, placez les « cables » comme ci-dessous. Il est pratique d’ouvrir la fenêtre Help (Ctrl-H) pendant cette étape pour voir plus précisé- ment les connecteurs des objets que l’on soude : en effet, ils clignotent dans cette fenêtre lors- que l’on passe dessus avec l’outil câblage. Raccourci : Pour créer et câbler plus rapidement une constante sur une entrée d’un sous- VI ou d’un opérateur, il est possible de faire un click droit avec l’outil puis utiliser le sous menu « Créer / Constante », on peut alors saisir la valeur de la constante si la valeur par défaut n’est pas la bonne. Il est possible, de la même manière, de créer et câbler un contrôle sur une entrée d’un sous-VI ou un indicateur sur une sortie d’un sous-VI. Il sont alors crées sur la face avant (mais n’importe où !). Exécuter avec l’un ou l’autre des boutons ou . (Attention, il ne s’agit que d’une simulation, pour le moment…) Notez, à partir de la palette « fonctions » de la fenêtre « diagramme fonctionnel » et de ses sous-palettes, la très grande quantité de fonctions disponibles (plusieurs centaines). 2.d Principes de Labview Les objets placés sur la « face avant » sont les variables du programme (A part bien sur les décorations). Ils peuvent être soit des contrôles, ou variables d’entrée, qui permettent à l’opérateur de « rentrer » des données, soit des indicateurs, ou variables de sorties, qui per- mettent de visualiser des données. Le diagramme contient, outre les représentations des contrôles uploads/s1/ initiation-labview-tps-2010.pdf