L’avanzamento della ricerca per sistemi sempre più efficienti e produttivi ha creato la necessità di evolvere gli strumenti di acquisizione dei dati in vari modi.
Strumenti per osservare e registrare le forme d'onda
Per questo motivo i costruttori di tali sistemi hanno sviluppato strumenti più performanti nelle loro specifiche applicazioni invece di seguire la strada del general purpose ma meno performante, continuando ad adeguare le caratteristiche degli strumenti seguendo le necessità della ricerca e prevenendo la domanda del mercato.
Gli strumenti attualmente disponibili per osservare e registrare delle forme d’onda possono essere suddivisi in tre categorie:
- Oscilloscopi nel segmento ad alta velocità
- Data logger per la bassa velocità
- Memory HiCorder nel segmento a media e bassa velocità
Oscilloscopi
Gli oscilloscopi hanno bande passanti e velocità di campionamento molto elevate, si arriva a decine di GHz di banda e centinaia di GS/s di campionamento. Sono strumenti da laboratorio che servono principalmente per sviluppare i nuovi progetti. La facilità di uso e l’interfaccia grafica di questi strumenti è essenziale per diminuire i tempi di debug e di test richiesti oggi.
A fianco degli oscilloscopi meritano un cenno le schede di acquisizione veloci (digitizers). Si tratta di sistemi di acquisizione con 2-4-8 canali con risoluzione da 8 a 16 bit con velocità di acquisizione da decine di MS/s fino a diversi GS/s, con profondità di memoria molto elevata fino a 16GB. Le contraddistingue l’elevata velocità di trasmissione dati su interfacce PCIe.
Un esempio di queste schede, la CSE8482 della serie Octopus Express CompuScope e la CSE1242 della serie RazorMax Express di GaGe.
Software dedicati o utilizzo dei dati grezzi acquisiti consentono post elaborazioni in real time
Data Logger
I data logger possono essere strumenti relativamente semplici con molti canali di acquisizione a costi contenuti. Hanno varie funzionalità di registrazione di grandezze diverse, principalmente temperature, tensioni e resistenze. Possono essere stand alone utilizzando la memoria interna o un memory stick oppure connessi in rete registrando i dati su un computer o un cloud per rendere disponibili i dati a più utenti.
L’architettura dei data logger è comunemente costituita da un multimetro di media-alta precisione (6,5 o 7,5 digit) e da schede di acquisizione che presentano il dato di ingresso al multimetro attraverso una scansione dei canali. Un esempio sono i Keithley DAQ6500 e 3706A.
Altri strumenti come Hioki LR8450 hanno moduli di acquisizione wireless, per cui consentono di acquisire segnali da zone diverse di una sala prove, ad esempio, senza dover ricorrere a complicati e costosi cablaggi.
Altra peculiarità dei data logger è quella di poter utilizzare schede specializzate nella gestione di segnali digitali I/O, o di schede per la generazione di segnali analogici da utilizzare come stimolo oppure da matrici che permettono di combinare i segnali di ingresso su altri canali.
Memory Hicorder
Infine, la terza categoria di strumenti sono i Memory Hi Corder. Questi sono assimilabili ad un oscilloscopio a bassa frequenza, però presentano caratteristiche peculiari quali, canali isolati, alta risoluzione, espandibilità del numero di canali, memorizzazione per lunghi periodi.
La velocità di campionamento arriva fino a 200MS/s nei modelli di fascia alta, i canali sono acquisiti contemporaneamente e si possono configurare secondo l’esigenza con schede di acquisizione, generazione, acquisizione del bus CAN per correlare le misure degli altri parametri con i dati del bus.
Le applicazioni dei Memory Hicorder sono le più svariate, ad es. sviluppo di veicoli EV, messa a punto di sistemi di automazione, verifiche dei processi industriali, controllo delle colonnine di ricarica EV, efficienza degli inverters e UPS, treni ad alta velocità, ecc. In pratica ovunque vi sia la necessità di tracciare in tempo reale segnali provenienti da sensori, tensioni, correnti e correlarli in una unica acquisizione nel tempo.
Per facilitare alcune misure vi sono modelli a batteria che possono essere posti all’interno di una vettura.
