Neste artigo, aprenderemos sobre as tecnologias de aquisição de dados mais importantes que a Dewesoft inventou e desenvolveu, descrevendo-as com detalhes suficientes para que você:

  • Veja quais são as principais tecnologias Dewesoft DAQ
  • Aprenda seu princípio de operação e como surgiram
  • Entenda como eles melhoram o processo DAQ e suas medições

Aqui estão os tópicos que abordaremos neste artigo:

Tecnologia DualCoreADC®

Um grande desafio que atormenta os engenheiros há anos é definir o ganho ideal para determinados canais. Por exemplo: e se tivermos um sinal que normalmente é inferior a 5 volts, mas às vezes pode variar drasticamente para cima até 100V? Se definirmos a resolução do ADC (conversor analógico-digital) para acomodar os dados de 0-5 V, o sistema ficará totalmente sobrecarregado quando o sinal ultrapassar isso. Mas se definirmos o ganho para 100 V, a resolução do eixo de amplitude será ruim quando o sinal estiver dentro de 5 V.

Uma solução seria usar dois canais configurados para ganhos diferentes e referir-se a um deles para os dados de 0-5 V e ao outro para os dados de amplitude mais alta. Mas isso é muito ineficiente - não podemos usar dois canais para cada sinal de entrada - precisaríamos do dobro de sistemas DAQ para fazer o mesmo trabalho. Além disso, tornaria a análise de dados após cada teste muito mais complexa e demorada.

Não havia uma boa solução para esse problema de ganho. Até...

DualCoreADC technology scheme - two 24-bit ADCs in each channelA tecnologia DualCoreADC da Dewesoft coloca dois ADCs de 24 bits em cada canal para atingir uma faixa dinâmica surpreendente de 160dB

A tecnologia DualCoreADC® da Dewesoft resolveu esse problema usando dois ADCs de 24 bits separados por canal e alternando automaticamente entre eles em tempo real e criando um canal único e contínuo. Esses dois ADCs sempre medem o ganho alto e baixo do sinal de entrada. Isso resulta em toda a faixa de medição possível do sensor e evita que o sinal seja cortado.

Tecnologia DualCoreADC explicada

E não é apenas para sinais dinâmicos: mesmo com sinais muito lentos, como da maioria dos termopares, ter a maior resolução de eixo de amplitude possível pode ser crítico.

Imagine um termopar capaz de medir em um intervalo de 1500 °: quanto mais eixo de amplitude você tiver no ADC, mais resolução terá o sinal de temperatura. Lembre-se de que cada bit duplica efetivamente a resolução do eixo vertical. A tecnologia DualCoreADC da Dewesoft é um passo importante na ciência de fazer medições com a maior faixa dinâmica possível, não importa quão grande ou pequeno o sinal possa ser em um determinado ponto no tempo.

Com a tecnologia DualCoreADC, os sistemas de aquisição de dados SIRIUS atingem mais de 130 dB de relação sinal / ruído e mais de 160 dB na faixa dinâmica. Isso é 20 vezes melhor do que os sistemas típicos de 24 bits com 20 vezes menos ruído. Os sistemas SIRIUS DAQ baseados em DualCoreADC da Dewesoft oferecem taxas de amostragem de até 200 kS / s por canal. O SIRIUS DualCoreADC converte formas de onda analógicas em digitais de uma forma única e poderosa.

Mas e se você precisar de um sistema que forneça canais com alta faixa dinâmica e recursos de anti-aliasing, mas taxas de amostragem muito mais altas em outros canais? Consulte a seção neste artigo sobre a tecnologia Hybrid ADC.

Tecnologia HybridADC

Há anos, os engenheiros enfrentam uma escolha difícil entre ADCs delta-sigma (conversores analógico para digital) e ADCs SAR (aproximação sucessiva).

Enquanto os ADCs delta-sigma oferecem incrível faixa dinâmica, resolução de 24 bits e recursos anti-aliasing integrados, o SAR ADCS oferece maior largura de banda e reprodução perfeita de sinais de impulso, como ondas quadradas.

SAR ADCs Delta Sigma ADCs
Taxas de amostragem mais altas Não tão alta velocidade quanto SAR
Normalmente limitado a resolução de 16 bits Resolução de 24 bits muito maior
Lidar com ondas quadradas sem toque / ultrapassagem Ideal para formas de onda sinusoidais / naturais
Sem AAF embutido Ondas quadradas causam toque
  AAF embutido

Os aplicativos que exigiam uma combinação de amostragem de alta velocidade e alta resolução com filtros anti-aliasing foram forçados a sacrificar um desses recursos. Ou compre dois sistemas DAQ completamente separados para lidar com esses requisitos díspares.

A Dewesoft resolveu esse problema de uma vez por todas com a tecnologia HybridADC, desenvolvida para a linha de produtos SIRIUS XHS. A tecnologia permite que o usuário selecione três modos de operação:

  1. Modo de largura de banda alta (filtro desligado): largura de banda de 5 MHz e taxa de amostragem de 15 Ms / s, o SIRIUS XHS pode adquirir perfeitamente sinais de impulso, passo e quadrado sem qualquer toque ou overshoot. Este modo é perfeito para gravação de transientes e análise de potência. Esse comportamento é semelhante aos ADCs SAR típicos, exceto com uma taxa de amostragem e largura de banda mais altas.
  2. Modo de alta dinâmica sem alias: Amostragem de até 1,875 MHz e largura de banda de até 1 Ms / s e faixa dinâmica de 150 dB. Os dados são totalmente livres de alias, portanto, todas as frequências mais altas são totalmente rejeitadas. Este filtro sem apelido com uma largura de banda próxima aos critérios de Nyquist é usado para análise no domínio da frequência de sinais como som e vibração. Há algum toque / ultrapassagem em ondas quadradas e outros sinais de impulso. Este comportamento é semelhante aos ADCs Sigma-Delta clássicos, exceto com uma taxa de amostragem e largura de banda muito mais altas.
  3. Filtragem sem anel: além disso, a Dewesoft oferece filtros sem anel sem overshoot em sinais de impulso, mantendo a aquisição sem alias. A medição permanece sem apelido porque a frequência de corte é definida automaticamente para 20% da frequência de amostragem.

Vídeo de introdução do HybridADC

Outra coisa muito importante a saber é que cada canal pode ser definido individualmente para qualquer um desses modos e para uma taxa de amostragem diferente. Portanto, os engenheiros não precisam escolher entre um instrumento ou outro, mas podem usar um único instrumento Dewesoft para todas as suas aplicações mais importantes.

Mesmo que os engenheiros possam selecionar alguns canais para largura de banda alta e outros sem alias, e até mesmo selecionar taxas de amostragem diferentes, a filtragem é projetada de forma que todos os sinais estejam perfeitamente alinhados no tempo com a mudança de fase zero.

A tecnologia Dewesoft Hybrid ADC é um grande passo em frente no mundo da aquisição de dados. Ele combina amostragem de alta velocidade sem anel com alta faixa dinâmica e desempenho anti-alias, cobrindo todas as principais aplicações DAQ com um único instrumento.

Tecnologia SIRIUS® XHS

Os sistemas de aquisição de dados de alta velocidade SIRIUS® XHS incorporam a tecnologia Hybrid ADC da Dewesoft (descrita acima), com recursos avançados adicionais. O instrumento tem a mesma aparência dos famosos SIRIUS DAQs disponíveis desde 2010, mas o sistema consiste em um coração e um cérebro completamente redesenhados.

SIRIUS XHS high-speed DAQ systemUm instrumento DAQ de 8 canais SIRIUS XHS

O SIRIUS XHS oferece o máximo em desempenho e versatilidade de DAQ, incluindo:

  • A revolucionária tecnologia Hybrid ADC oferece sinais analógicos convertidos em digitais a 15 MS / s por canal com largura de banda de 5 MHz. Ele também tem a capacidade de realizar amostragem de alta largura de banda sem anel, amostragem de 16 bits e amostragem do tipo sigma delta sem alias de 24 bits de até 1 MHz de largura de banda por canal.
  • Amplificadores reprojetados que suportam larguras de banda maiores do Hybrid ADC.
  • Um poderoso FPGA com um processador ARM rodando em um sistema operacional Linux.
  • Uma nova placa-mãe com tecnologia de isolamento galvânico ainda melhor para isolamento canal a canal e canal a terra.
  • Interfaces de transferência de dados atualizados (USB 3.0 e GLAN) para suportar streaming de dados em alta velocidade para o disco. Os engenheiros podem definir todos os oito canais para 15 MS / s por canal e transmiti-los continuamente para o disco através de USB 3.0.
  • Interfaces de dados modernas, como USB 3.0, GLAN, XCP, CAN e OPC UA, com sincronização PTP v2, permitem conectividade aberta e flexível.

SIRIUS XHS também é compatível com versões anteriores e pode ser sincronizado com qualquer outro sistema Dewesoft DAQ, como SIRIUS, KRYPTON, IOLITE, DEWE-43, et al.

Sincronização de tempo PTP

Disponível exclusivamente para sistemas Dewesoft SIRIUS XHS, PTP v2 é a versão mais recente do Protocolo de Tempo de Precisão (PTP), no qual um mestre de relógio é usado para sincronizar todos os relógios em uma rede de computadores.

O PTP v2 fornece precisão de relógio de ~ 1 µs na LAN. O PTP v2 é um grande avanço em relação ao PTP v1 original lançado em 2002. O PTP v2 tem o tipo de precisão de tempo e estabilidade que os aplicativos de aquisição de dados exigem.

Vários dispositivos SIRIUS XHS podem ser sincronizados entre si usando PTPv2, IRIG ou um sinal PPS. Cada dispositivo pode atuar como um clock mestre ou escravo, permitindo a operação autônoma.

SIRIUS XHS PTP synchronisationOs sistemas SIRIUS XHS podem ser sincronizados juntos via PTP v2

Toda a rede PTP v2 pode ser referenciada a qualquer fonte de tempo externa (como IRIG, GPS PPS, NTP, etc.) para que todos os dispositivos na rede sejam referenciados a esse relógio. O PTP v2 foi avidamente adotado por provedores de serviços de transações financeiras, operadoras de torres de telefonia celular, sistemas de distribuição de energia e outras redes que exigem precisão de tempo melhor do que o NTP, mas que podem não ter acesso fácil ao GPS PPS.

Quando você tem vários dispositivos SIRIUS XHS, pode usar um provedor de relógio externo como PTP ou dispositivo Dewesoft DAQ (escravo de relógio) como fonte de relógio PTP.

Tecnologia SuperCounter®

Quase todos os sistemas DAQ no mercado hoje oferecem uma ou mais entradas digitais além das entradas analógicas. As entradas digitais que podem contar os pulsos de entrada são frequentemente necessárias para registrar as saídas dos tacômetros, sensores de proximidade e outras fontes de sinal de saída de pulso.

As entradas Dewesoft SuperCounter® são compatíveis com uma ampla gama de codificadores, sensores de dente de engrenagem, sensores de proximidade, etc. As entradas digitais SuperCounter estão disponíveis em todos os sistemas Dewesoft DAQ:

Os sistemas podem ser configurados com uma ou mais entradas SuperCounter. Eles geralmente são fornecidos em um conector LEMO robusto com travamento, mas existem outras possibilidades de conector em alguns modelos.

Dewesoft SuperCounter connector pinoutConector Dewesoft SuperCounter típico com configuração de pinagem

Três entradas são fornecidas para suportar as saídas A, B, Z de codificadores incrementais. Se você deseja medir entradas discretas (sinais TTL ON / OFF), então você pode usar essas três entradas como entradas discretas independentes em vez de um contador. Existem tensões de alimentação de sensor de + 12V e + 5V disponíveis, uma saída digital e uma conexão de aterramento.

Mas o que realmente torna os SuperCounters tão especiais é como eles alinham precisamente os dados do contador com os dados analógicos e outros.

Os contadores padrão disponíveis na maioria dos sistemas DAQ hoje fornecem apenas saídas de resolução inteira (por exemplo, 1, 1, 2, 2). Como resultado, suas saídas são sempre uma amostra atrás dos dados do sensor analógico. Isso pode ser um problema real em aplicações como vibração rotacional ou torcional, quando uma mudança de fase de até mesmo uma amostra pode alterar os resultados da medição.

Os SuperCounters resolvem esse problema completamente extraindo valores de ponto flutuante como 1,37, 1,87, 2,37 e, em seguida, alinhando-os precisamente no tempo com o restante dos dados. Na verdade, um SuperContador é, na verdade, dois contadores em um. A entrada é alimentada em paralelo em ambos os contadores, e o contador secundário mede o tempo exato da borda de subida do sinal. Como resultado, o valor real do contador em relação aos valores analógicos é calculado e perfeitamente alinhado.

O vídeo abaixo mostra como as medições do SuperCounter são totalmente sincronizadas com os canais analógicos. Este vídeo inclui uma comparação do mundo real entre o modo de contagem normal e o modo SuperCounting.

Explicação da tecnologia Dewesoft SuperCounter

Outras fontes de dados, como barramento CAN e dados de vídeo, também são sincronizadas com os dados analógicos em todos os sistemas Dewesoft.

O outro "segredo" por trás dessa técnica é que as entradas do SuperCounter de Dewesoft funcionam em uma base de tempo de 102,4 MHz que é independente e muito mais alta do que a taxa de amostragem analógica.

Dewesoft SuperCounter architecture schemeEsquema de arquitetura Dewesoft SuperCounter

O resultado desse avanço tecnológico é que os dados analógicos e contadores / digitais são sincronizados com precisão, embora sejam amostrados em taxas totalmente diferentes. Recursos adicionais importantes dos SuperCounters incluem:

  • Isolamento galvânico: evita que ruídos e diafonia sejam contados erroneamente como pontos de dados.
  • Filtragem selecionável pelo usuário: 100ns a 5us para proteger a integridade de todas as medições.
  • Múltiplos modos de operação: incluindo contagem de eventos, modos de sensor e modos de temporização de forma de onda.
  • Modo de entrada discreta: cada contador pode, em vez disso, ser usado como três entradas digitais discretas isoladas separadas.
  • Suporte de sensor: incluindo codificadores incrementais, sensores de dente de engrenagem, sensores de fita, sensores de tacômetro RPM, sensores de CDM e muito mais.

O hardware SuperCounter é totalmente compatível com o software DewesoftX DAQ para fácil configuração de todos os parâmetros. O DewesoftX inclui um banco de dados de sensores que permite aos engenheiros criar, editar e reutilizar seus sensores (incluindo codificadores, tachos, sensores de dente de engrenagem e muito mais). Isso torna a criação de uma configuração rápida e fácil. Com alguns cliques, os engenheiros podem adicionar qualquer sensor a esse banco de dados e, em seguida, selecioná-lo pelo nome na próxima vez que quiserem usá-lo para um teste.

Tecnologias de isolamento galvânico

No mundo do teste e medição, evitar ou eliminar loops de aterramento e sobrecargas de tensão de modo comum é fundamental para fazer medições precisas. Vamos dar uma olhada nas principais causas desses problemas e aprender como podemos evitá-los ou eliminá-los usando o isolamento elétrico.

Analog domain isolation systemsSistemas de isolamento de domínio analógico

As tensões de modo comum são sinais indesejados que entram na cadeia de medição, geralmente do cabo que conecta um sensor ao sistema de medição. Às vezes chamadas de "ruído", essas tensões distorcem o sinal real que estamos tentando medir. Dependendo de sua amplitude, eles podem variar de um “pequeno incômodo” a obscurecer completamente o sinal real e destruir a medição.

A abordagem mais básica para eliminar sinais de modo comum é usar um amplificador diferencial. Este amplificador possui duas entradas: uma positiva e outra negativa. O amplificador mede apenas a diferença entre as duas entradas. Ruído elétrico circulando ao longo de nosso cabo sensor deve estar presente em ambas as linhas - a linha positiva do sinal e a linha de aterramento (ou negativa do sinal).

Os sinais comuns a ambas as linhas serão rejeitados pelo amplificador diferencial e apenas o sinal será transmitido.

Isso funciona bem até certo ponto, mas há limites para a quantidade de tensão de modo comum (CMV) que o amplificador pode rejeitar. Quando o CMV presente nas linhas de sinal excede a faixa de entrada CMV máxima do amplificador diferencial, ele irá "cortar". O resultado é um sinal de saída distorcido e inutilizável.

Isso nos leva à melhor solução: o isolamento. Amplificadores isolados têm entradas que “flutuam” acima da tensão de modo comum. Eles são projetados com uma barreira de isolamento com uma tensão de ruptura de 1000 volts ou mais. Isso permite que eles rejeitem ruídos CMV muito altos e eliminem loops de terra.

Amplificadores isolados criam essa barreira de isolamento usando pequenos transformadores para desacoplar (“flutuar”) a entrada da saída, ou por pequenos optoacopladores, ou por acoplamento capacitivo. Os dois últimos métodos geralmente fornecem o melhor desempenho de largura de banda.

SIRIUS XHS data acquisition systemSistema SIRIUS XHS DAQ com quatro módulos de isolamento de alta tensão e quatro módulos de isolamento de baixa tensão

Se você der uma olhada nos condicionadores de sinal SIRIUS DualCore e HS da Dewesoft, verá que suas entradas fornecem uma tensão de isolamento de 1000V.

Explicação da tecnologia de isolamento galvânico Dewesoft

No mundo real da aquisição de dados, geralmente há mais do que apenas as entradas de sinal - os condicionadores de sinal geralmente fornecem tensão ou corrente de excitação para alimentar os sensores. Strain gages, RTDs, LVDTs e acelerômetros IEPE são bons exemplos de sensores que requerem energia.

Às vezes esquecido pelos fabricantes de dispositivos DAQ, é importante que essas linhas de excitação sejam isoladas. Essa é a razão pela qual a Dewesoft fornece isolação e / ou entradas diferenciais e proteção contra sobretensão com capacidade de curto-para-terra direta em toda a sua linha de produtos. É um recurso de segurança que protege os instrumentos e operadores humanos de loops de terra.

Medições simultâneas de múltiplos domínios

Enquanto a maioria dos sistemas DAQ grava apenas em um único domínio, os sistemas de aquisição de dados Dewesoft gravam simultaneamente no domínio do tempo, no domínio do ângulo e no domínio da frequência. E eles mantêm uma sincronização sólida entre os domínios.

O software DewesoftX é único em termos de interfaces de E / S com suporte. Nenhum outro software de aquisição de dados pode corresponder a uma série de interfaces com suporte que podem ser adquiridas totalmente sincronizadas, armazenadas e visualizadas no mesmo arquivo de dados.

As interfaces suportadas incluem:

Domínio de Sinal Tipos de entradas e interfaces suportados
Dados Analógicos Tensão, Corrente, IEPE, Carga, Deformação, Termopares, RTDs, Potenciômetros, LVDTs, Resistência e muito mais
Dados digitais Entradas discretas, contadores, codificadores, tacômetros, sensores de dentes de engrenagem
Vídeo Câmeras compatíveis com DirectX, câmeras de vídeo de velocidade ultra-alta, câmeras de imagem térmica IR, câmeras GoPro
Navegação GPS, unidades de medida inercial (IMU e INS), giroscópios
Ônibus veicular CAN, CAN FD, FlexRay, XCP / CCP, rodas Kistler, ADMA
Interfaces Aeroespaciais Telemetria PCM, ARINC 429, MIL-STD-1553, IRIG, Capítulo 10
Ônibus industrial OPC UA, Ethernet, Modbus, Siemens S7, Serial

Todos esses diferentes tipos de dados podem ser inseridos em um sistema de aquisição de dados Dewesoft em inúmeras combinações. Todos simultaneamente e 100% sincronizados uns com os outros, apesar do fato de estarem chegando em taxas diferentes e, às vezes, até taxas variáveis.

Exemplo de uma medição multi-domínio no DewesoftX

No exemplo acima, você vê que estamos gravando dentro de um carro elétrico. Estamos medindo simultaneamente tensões no domínio do tempo do motor e dos microfones, realizando e exibindo cálculos de fase e energia numericamente e em um vetorscópio.

Também estamos gravando vídeo em tempo real de uma câmera do painel e coletando e exibindo dados de velocidade e posição do GPS. Normalmente, isso exigiria pelo menos três instrumentos diferentes para executar, mas Dewesoft tornou isso possível dentro de um único sistema DAQ.

Software DewesoftX DAQ

Quando o software DewesoftX estava sendo introduzido em 2000, o estado do software de aquisição de dados era muito diferente. Os engenheiros podiam escolher apenas entre dois tipos básicos de software:

  • Software proprietário e imutável que simplesmente controlava o hardware do fabricante.
  • Software totalmente personalizado, escrito por eles próprios ou por um contratado, para realizar tarefas muito específicas.

DewesoftX data acquisition and signal processing software

Registradores de dados e sistemas DAQ na década de 1990 eram instrumentos de uso geral. Eles ofereciam apenas alguns tipos de entradas analógicas e talvez algumas linhas de entrada digital discretas. O software não tinha muito a fazer além de permitir a configuração do circuito de condicionamento de sinal, converter formas de onda analógicas em digitais e, em seguida, coletar dados. A outra tarefa que tinha era gravar dados em um meio de armazenamento interno, normalmente um disco rígido giratório, e exibir os dados em uma tela de algum tipo.

O software DAQ era tão básico por natureza que muitas vezes era incapaz de executar funções especializadas, como análise modal, teste de pressão sonora, teste de freio automotivo ou teste de potência de acordo com os padrões. Esses pacotes proprietários também careciam de geração flexível de relatórios ou recursos de pós-análise.

Essas limitações são o que levou tantos engenheiros a se voltarem para plataformas de desenvolvimento como o LabVIEW® da National Instruments. Labview é um ambiente de programação para aquisição e controle de dados. Finalmente, os engenheiros podiam criar o que quisessem, para executar uma ampla gama de funções personalizadas on-line e off-line.

A desvantagem era que eles mesmos tinham que programar esses sistemas personalizados (ou contratar um programador em LabVIEW) e testá-los rigorosamente. Depois teve a manutenção, que não tem fim. Muitos engenheiros descobriram que, para fazer com que essas soluções personalizadas funcionassem, eles tinham que se tornar praticamente eles próprios programadores. Ou contrate um ou mais especialistas em LabVIEW em tempo integral para criar o sistema e mantê-lo funcionando.

No final da década de 1990, havia uma necessidade clara de uma plataforma de software DAQ que combinasse as vantagens de uma solução pronta para uso com a flexibilidade, escalabilidade e poder absoluto de uma solução personalizada. Mas apenas de uma forma que não imponha uma enorme carga de programação para os engenheiros de teste, nem lhes custe nada para manutenção.

Expandindo o sistema DAQ além dos sinais analógicos

Gravar um fenômeno físico como voltagem estava no coração da maioria dos sistemas DAQ. Mas havia interfaces adicionais sendo cada vez mais solicitadas pelos engenheiros de teste.

Os engenheiros automotivos, por exemplo, precisavam registrar dados do barramento CAN. Engenheiros aeroespaciais e automotivos precisavam capturar dados de posição de satélites GPS e usá-los para sincronização de tempo também. E não seria bom conectar uma câmera de vídeo e capturar a aparência do teste?

Mas os sistemas DAQ não tinham esses recursos. Naquela época, a única maneira era fazer uma solução customizada, exigindo centenas ou milhares de horas de programação e, em seguida, manutenção eterna.

O primeiro lançamento comercial do software de aquisição de dados DewesoftX pretendia preencher a lacuna entre o software turn-key muito limitado e os sistemas de desenvolvimento abertos como o LabVIEW. Foi a maior descoberta em software DAQ desde o próprio LabVIEW e permanece até hoje.

Screenshot of early version of DewesoftX softwareUma versão inicial do DewesoftX mostrando telas personalizáveis, vídeo sincronizado e GPS

Dewesoft permitiu que os usuários criassem seus próprios monitores livremente, usando widgets gráficos integrados e telas definidas livremente. No início, ele suportava várias interfaces de barramento CAN de terceiros, bem como câmeras DirectX, microfones, sensores GPS e muito mais. Dewesoft revolucionou o mundo da aquisição de dados.

Uma das inovações necessárias da Dewesoft foi a sincronização de todos os dados vindos de diferentes fontes e em diferentes taxas. Os engenheiros de software trabalharam muito para resolver esse desafio.

As mensagens do barramento CAN chegam de forma assíncrona, por exemplo; as webcams geram quadros quando podem, não de acordo com um relógio rígido. E as entradas digitais padrão dos sistemas DAQ devem ser amostradas muito mais alto do que a taxa de amostragem analógica. Mas outros fabricantes estavam usando a taxa analógica como o relógio mestre, perdendo assim a preciosa resolução do eixo do tempo ao forçar os valores digitais a se adequarem a essa taxa mais baixa.

Os engenheiros da Dewesoft desenvolveram um método de registro de data e hora de todos os dados de acordo com um relógio de hardware mestre rodando a mais de 100 MHz, independentemente de quão rápido ou lento os dados estavam chegando. Assim, todos os dados foram sincronizados precisamente entre si. Se uma webcam produz quadros em uma taxa inconsistente, não importa: cada quadro foi registrado de acordo com a data de chegada, mantendo-o em sincronia com todos os dados.

Além disso, este “relógio mestre” poderia funcionar livremente ou subordinado a uma fonte de tempo externa precisa como o PPS (pulso por segundo) e hora / data de satélites GPS ou tempo IRIG.

Hoje, o software DewesoftX (agora na versão DewesoftX 2020) é ainda mais poderoso. Ele suporta uma lista aparentemente interminável de interfaces nos mundos automotivo, aeroespacial e industrial. Ele também possui uma ampla gama de aplicativos integrados para protocolos de teste muito específicos, como:

Automotivo e Aeroespacial NVH / Vibração / Acústica Dinâmica Estrutural / Monitoramento de Condições Potência e energia
Testes ADAS Medidor de nível sonoro Teste Modal Análise de Potência
Testes de freio Análise de banda de oitava Teste de redução senoidal (COLA) Análise de qualidade de energia
Teste de ruído de freio Teste de ruído de freio Espectro de resposta ao choque Teste de e-Mobilidade
Análise de Combustão Intensidade do som Análise de Fadiga  
Teste de E-mobilidade Potência do Som Monitoramento de Ponte  
Testes de ambiente severo Análise FFT Análise FFT  
Ruído de passagem Ruído de passagem Monitoramento de condição  
Carga / durabilidade da estrada Tempo de reverberação RT60    
Dinâmica do Veículo Qualidade de som    
Telemetria PCM Rastreamento de pedido    
Lançamento de foguete Balanceamento de Rotor    
Teste de motor de foguete Vibração rotacional e torcional    
  Vibração do corpo humano    

Em termos de sincronização de tempo externa, a última iteração é a sincronização PTP disponível para sistemas SIRIUS XHS, que é extremamente precisa e exata.

O software DewesoftX 2020 DAQ suporta streaming rápido de dados para um computador host interno ou externo. O hardware DAQ mais recente é o SIRIUS XHS, que pode transmitir 8 canais a 15 MS / s por canal continuamente para o host por USB 3.0.

Dewesoft também pode transmitir dados em tempo real a uma taxa mais baixa para mestres EtherCAT em uma ampla gama de aplicações industriais, automotivas e aeroespaciais. Isso traz os dois mundos de DAQ de alta velocidade e sistemas de controle totalmente determinísticos. Os engenheiros podem ter o melhor dos dois tipos de sistemas em um, reduzindo custos e aumentando a fidelidade dos dados.

Dewesoft introduziu funções matemáticas nos primeiros anos, e estas só aumentaram em número e poder com o tempo. Há uma ampla gama de funções matemáticas integradas, bem como um mecanismo de canal matemático livremente configurável que permite aos engenheiros criar milhares de funções sem qualquer programação.

Além disso, a matemática pode ser executada tanto em tempo real (durante a aquisição) quanto off-line. Os engenheiros podem capturar dados e, em seguida, recarregá-los e aplicar quaisquer funções matemáticas, incluindo filtragem, nas quais estejam interessados. As funções matemáticas que estavam sendo executadas em tempo real podem ser editadas após a gravação e reprocessadas.

A interface API robusta também permite o desenvolvimento de plug-ins personalizados e, em seguida, totalmente integrado ao software.

DewesoftX é construído usando linguagens de programação como Delphi e C ++. Mas os usuários não precisam fazer nenhuma programação para usar seu rico conjunto de funções. Há um sequenciador embutido que permite automatizar muitas funções e também funções matemáticas definidas pelo usuário. Tudo é feito no mais alto nível, melhorando a eficiência e permitindo que engenheiros ocupados se concentrem em seu trabalho importante.

Em resumo, o DewesoftX passou de uma ideia revolucionária em 2000 para o software DAQ mais poderoso e flexível do mundo hoje.

Enormes conjuntos de dados com revisão instantânea

O software de aquisição de dados DewesoftX é um mecanismo de gravação de alto desempenho que pode gravar dados a mais de 500 MB / s. A amostragem rápida por longos períodos de tempo criará grandes arquivos de dados. Carregá-los para revisão e análise da maneira convencional não é possível, por causa da RAM limitada do computador. A Dewesoft inventou um sistema patenteado de armazenamento e recuperação de arquivos que permite que até mesmo arquivos de dados com vários gigabytes sejam abertos em questão de segundos.

É importante ressaltar que o software DewesoftX é capaz de registrar dados analógicos e digitais síncronos e assíncronos, dados vetoriais e dados de canais de matriz, tudo em um arquivo de dados.

Esta estrutura de arquivo inovadora permite que os sistemas Dewesoft gravem a configuração do canal, configuração da exibição, todos os eventos, dados analógicos rápidos e dados assíncronos lentos de diferentes fontes em um único arquivo e recarregue esse arquivo em questão de segundos.

Como exemplo, vamos gravar um arquivo de dados de 1 GB no DewesoftX:

DewesoftX storing options configuration screenNa tela de armazenamento, você pode dizer ao software para parar de armazenar em um determinado tamanho de arquivo

Imediatamente após um arquivo ser armazenado, os engenheiros podem alternar para o modo de análise e abrir o arquivo. Este arquivo em particular foi aberto em menos de 1/10 de segundo:

DewesoftX data fileTodo o comprimento do arquivo de dados DewesoftX é visível ao abrir

Os arquivos são abertos em questão de segundos, independentemente de seu tamanho. Isso é possível porque nem todos os pontos de dados simples são carregados na RAM. Uma representação de todo o arquivo é mostrada e você pode usar os cursores do eixo do tempo para aumentar o zoom em qualquer parte dele. Os cursores são as linhas verticais brancas marcadas com “I” e “II” no topo.

Clicar entre os cursores faz com que a largura da tela amplie a área selecionada pelos cursores.

Neste caso, as formas de onda são muito densas e ainda estamos olhando muitos dados, então ainda não podemos ver as próprias formas de onda. Podemos simplesmente ampliar novamente, clicando primeiro para mover os cursores para qualquer lugar que quisermos no arquivo e, em seguida, clicando entre eles. Clique com o botão direito para diminuir o zoom, um passo de cada vez.

Vamos ampliar o suficiente para ver as formas de onda:

Gravador DewesoftX após zoom para ver formas de onda de sinal claras

O software vai instantaneamente para o arquivo de dados e puxa a área de interesse. Você pode continuar a aumentar ou diminuir o zoom até encontrar a resolução de que precisa. Quanto mais você aumenta o zoom, mais rápido fica, porque você está recuperando menos pontos de dados.

Neste ponto, você pode usar os cursores para fazer medições. Você pode imprimir ou exportar esta área para outro formato de arquivo. Ou você pode diminuir o zoom e exportar todo o arquivo de dados, se preferir.

Você também pode clicar no botão REPRODUZIR na barra de tarefas e assistir à reprodução dos dados na tela, exatamente como estavam quando estavam sendo armazenados. Você também pode aumentar ou diminuir a velocidade de reprodução. Tocar ao contrário também é suportado.

Não importa o quanto você amplie ou reduza, o arquivo inteiro é sempre mostrado acima das formas de onda. Você pode definir isso para qualquer canal de sua preferência. A barra destacada nesta faixa mostra a largura da janela de zoom e onde estamos no arquivo. Portanto, no exemplo abaixo, você pode ver que estamos analisando apenas uma pequena porcentagem de todo o arquivo:

DewesoftX selectable reference channel from the entire file is shown in the top-most stripUm canal de referência selecionável de todo o arquivo é mostrado na faixa superior

O canal de referência na faixa superior é marcado em cada extremidade com a hora e a data de quando começou e quando parou:

DewesoftX - start and end point of the data fileO lado esquerdo é o ponto inicial do arquivo de dados. O lado direito é o ponto final.

Referindo-se às extremidades esquerda e direita da faixa do canal de referência acima, você pode ver que o armazenamento de dados começou às 11:10:33 AM e terminou às 11:10:43 AM, 10 segundos depois.

Os tempos de início e término dos dados ampliados são mostrados nas extremidades inferiores dos cursores de zoom. O tempo na interseção do cursor é sempre mostrado na parte inferior de cada cursor:

DewesoftX recorder cursorsOs cursores são marcados com os horários em que estão localizados.

O software patenteado de armazenamento e recuperação de arquivos da DewesoftX permite que os engenheiros gastem mais tempo gravando e analisando e menos tempo esperando que grandes arquivos de dados sejam carregados e recarregados. À medida que os tamanhos dos arquivos ficam cada vez maiores e com ainda mais tipos de dados dentro deles (dados de barramento CAN, dados EtherCAT, dados de telemetria, dados de vídeo e muito mais), isso se torna mais e mais importante a cada dia.

KRYPTON® DAQ para testes em ambientes hostis

Os sistemas DAQ são geralmente projetados para uso em laboratório ou em campo de luz. No entanto, Dewesoft projetou a série KRYPTON especificamente para os ambientes mais adversos onde as medições podem ser feitas.

Krypton DAQ modules with Ethercat cable connectionOs módulos KRYPTON são interconectados via cabos EtherCAT de até 100 m (328 pés) de comprimento

Por exemplo, fabricantes de automóveis e caminhões realizam testes de clima frio em seus veículos em locais extremamente frios em lugares como Suécia e Canadá, e em câmaras frias onde temperaturas de -40 ° podem ser alcançadas. Eles também realizam testes de clima quente em lugares como o Arizona, onde a temperatura ambiente pode chegar a 48 ° C (~ 120 ° F).

Vídeo de apresentação dos módulos KRYPTON DAQ

Existem aplicações em que os sistemas DAQ estão sujeitos a um nível de choque e vibração que danificaria ou destruiria o equipamento eletrônico normal em questão de minutos. Isso inclui testes de impacto de todos os tipos, testes de colisão de veículos, lançamento de foguetes, testes de balística, testes de explosivos e muitos outros.

Além disso, os instrumentos normais não são vedados contra exposição a líquidos, poeira e outras partículas. Ser pulverizado ou submerso em água, por exemplo, causaria curto-circuito e representaria perigo de choque elétrico.

E não é apenas água: névoa, areia, umidade pesada, ar salgado e outros líquidos como óleo criam um ambiente operacional que o equipamento eletrônico normal simplesmente não consegue lidar.

Vamos dar uma olhada em como o KRYPTON lida com essas condições extremas.

Ampla faixa operacional de temperatura

Os sistemas KRYPTON são usados em testes de temperatura extrema, alta e baixa:

-40 a + 85 ° C (-40 ° F a + 185 ° F)

Extreme environment testingOs instrumentos KRYPTON podem ser usados dos ambientes de teste mais frios aos mais quentes

Ter um único instrumento que pode ser usado de -40 ° C a + 85 ° C (185 ° F) fornece uma vantagem importante para os engenheiros de teste, reduzindo o tamanho, a complexidade e o custo do sistema de teste.

Nível à prova de poeira e água IP67

As classificações de proteção de entrada (IP) usam dois dígitos para indicar a proteção do sistema contra a entrada de sólidos (primeiro dígito) e líquidos (segundo dígito). Aqui está como essa classificação de IP é construída:

IP6_ significa que KRYPTON está totalmente protegido contra poeira.

IP_7 significa que KRYPTON pode ser imerso em água até 1 metro (3,28 pés) por cerca de 30 minutos. Além da imersão, inclui respingos e spray.

KRYPTON waterproof DAQ modules and data loggersA série KRYPTON IP67 à prova d'água e à prova de poeira da Dewesoft

Proteção contra alto choque e vibração

Os módulos KRYPTON são projetados para resistir a altos choques e vibrações, mesmo durante a operação (e armazenamento!). Eles foram testados para:

  • Choque: SIST EN 60068-2-27: 2009 (100g, 6 ms)
  • Vibração aleatória: (13g RMS)

KRYPTON DAQ shock testTestes de vibração e choque em módulos KRYPTON DAQ

Cabos EtherCAT para ambientes hostis

Bem, se o hardware DAQ é à prova d'água, à prova de poeira e pode suportar temperaturas de -40 °, os cabos também devem ser capazes de suportar esses extremos ambientais. Caso contrário, o sistema irá falhar simplesmente por causa dos cabos.

Consequentemente, a Dewesoft desenvolveu cabos EtherCAT que são usados para interconectar sua série KRYPTON de sistemas DAQ de ambiente hostil. No vídeo abaixo mostramos os cabos sendo congelados a -40 ° C e como eles mantêm sua flexibilidade.

A série KRYPTON foi projetada desde o início para sobreviver e continuar operando sob condições extremas de choque, vibração, temperatura e ambiente. KRYPTON oferece grau de proteção IP67 contra líquidos, fumaça e poeira pode operar na faixa de temperatura extrema de -40 a + 85 ° C (-40 a + 85 ° F) e oferece proteção contra choques de até 100G.

Instrumentos IOLITE® para DAQ integrado e controle

Até recentemente, havia sistemas de controle em tempo real e havia sistemas DAQ:

  • Sistemas de controle em tempo real - projetados para reagir a eventos o mais rápido possível e com dados altamente determinísticos. O registro de dados era uma preocupação secundária.
  • Sistemas DAQ - projetados para adquirir dados o mais rápido possível. O fornecimento de dados em tempo real a um sistema de controle estava totalmente ou totalmente indisponível.

O sistema de aquisição e controle de dados IOLITE da Dewesoft é um passo revolucionário na construção de uma ponte entre os mundos de controle e sistemas DAQ. IOLITE está equipado com dois barramentos EtherCAT que funcionam em paralelo. O barramento principal é usado para aquisição de dados em buffer de velocidade total para um disco rígido de computador PC. O barramento secundário é usado para alimentação de dados de baixa latência em tempo real para qualquer sistema de controle baseado em EtherCAT de terceiros.

IOLITE rack-mounting system and bench-top DAQ and control systemsSistema de montagem em rack IOLITE e DAQ de bancada e sistemas de controle

IOLITE une os mundos de DAQ de alta velocidade e streaming de dados de baixa latência para um PLC. Mas IOLITE vai ainda mais longe. Enquanto a maioria dos sistemas DAQ se concentra 100% no manuseio de uma variedade de tipos de entrada analógica, o IOLITE adiciona saídas digitais multicanais, para que possa acionar diretamente os atuadores.

Com essas saídas digitais, IOLITE pode eliminar a necessidade de hardware PLC, porque um mestre EtherCAT pode ser implementado em software em um PC. Este mestre pode controlar totalmente as saídas de IOLITE.

IOLITE DAQ e visão geral do sistema de controle

Surpreendentemente, há apenas uma linha EtherCAT entre o PLC e o DAQ. Isso reduz bastante o cabeamento e elimina a conversão redundante de analógico para digital dos mesmos sinais. Finalmente, os diferentes mundos de controle e aquisição de dados são combinados em um sistema elegante.

A integração da fase 3 significa que o sistema DAQ tem uma integração determinística com o sistema de controle em tempo real. Na verdade, o sistema DAQ precisa se tornar parte da rede, não apenas um periférico assíncrono. Os instrumentos que usam EtherCAT são divididos em dois grupos: Controle e Medição. Dispositivos de controle como PLCs são mestres na rede EtherCAT, enquanto dispositivos de medição como sistemas DAQ são escravos.

Ao instalar uma porta escrava EtherCAT em seus sistemas DAQ, a Dewesoft eliminou as limitações das integrações da Fase 1 e da Fase 2 e traz o sistema DAQ diretamente para o sistema de controle em tempo real:

Dewesoft DAQ system sending real-time data to PLC via EtherCATSistema Dewesoft DAQ enviando dados em tempo real para PLC via protocolo EtherCAT

IOLITE é uma implementação de Fase 3 porque o sistema DAQ é um verdadeiro nó escravo na rede EtherCAT, enviando dados com registro de data e hora (determinísticos) na direção do host. Não há mais conversão A / D redundante ou dados Ethernet não determinísticos.

Finalmente, os mundos do DAQ e do controle em tempo real foram interligados por um único instrumento.