En este artículo aprenderemos de las tecnologías de adquisición de datos más importantes que Dewesoft ha inventado y desarrollado, describiéndolas con suficiente detalle para que usted:

  • Vea cuáles son las principales tecnologías DAQ de Dewesoft
  • Conozca su principio de funcionamiento y cómo llegaron a ser
  • Comprender cómo mejoran el proceso DAQ y sus mediciones.

Estos son los temas que cubriremos en este artículo:

Tecnología DualCoreADC®

Un gran desafío que ha plagado a los ingenieros durante años es establecer la ganancia óptima para ciertos canales. Por ejemplo: ¿qué pasa si tenemos una señal que suele ser inferior a 5 voltios, pero que a veces puede subir drásticamente hasta 100 V? Si configuramos la resolución del ADC (convertidor analógico a digital) para acomodar los datos de 0-5 V, el sistema se sobrecargará totalmente cuando la señal supere eso. Pero si configuramos la ganancia en 100 V, entonces la resolución del eje de amplitud será pobre cuando la señal esté dentro de los 5 V.

Una solución sería utilizar dos canales configurados para diferentes ganancias y referirse a uno de ellos para los datos de 0-5 V y al otro para los datos de mayor amplitud. Pero esto es muy ineficiente, no podemos utilizar dos canales para cada señal de entrada, necesitaríamos el doble de sistemas DAQ para hacer el mismo trabajo. Además, haría que el análisis de datos después de cada prueba fuera mucho más complejo y consumiría mucho tiempo.

No había una buena solución para este problema de ganancia. Hasta...

DualCoreADC technology scheme - two 24-bit ADCs in each channelLa tecnología DualCoreADC de Dewesoft pone dos ADC de 24 bits en cada canal para lograr un asombroso rango dinámico de 160 dB.

La tecnología DualCoreADC® de Dewesoft resolvió este problema mediante el uso de dos ADC de 24 bits separados por canal y el cambio automático entre ellos en tiempo real y la creación de un único canal sin interrupciones. Estos dos ADC siempre miden la ganancia alta y baja de la señal de entrada. Esto da como resultado el rango de medición completo posible del sensor y evita que la señal se corte.

Explicación de la tecnología DualCoreADC

Y no es solo para señales dinámicas: incluso con señales muy lentas como la de la mayoría de los termopares, tener la mayor resolución de eje de amplitud posible puede ser crítico.

Imagine un termopar capaz de medir en un tramo de 1500° : cuanto más eje de amplitud tenga en el ADC, más resolución tendrá la señal de temperatura. Tenga en cuenta que cada bit duplica efectivamente la resolución del eje vertical. La tecnología DualCoreADC de Dewesoft es un importante paso adelante en la ciencia de realizar mediciones con el rango dinámico más alto posible, sin importar cuán grande o pequeña sea la señal en un momento dado.

Con la tecnología DualCoreADC, los sistemas de adquisición de datos SIRIUS logran una relación señal / ruido de más de 130 dB y más de 160 dB en rango dinámico. Esto es 20 veces mejor que los sistemas típicos de 24 bits con 20 veces menos ruido. Los sistemas SIRIUS DAQ basados en DualCoreADC de Dewesoft ofrecen frecuencias de muestreo de hasta 200 kS / s por canal. SIRIUS DualCoreADC convierte formas de onda analógicas en digitales de una manera única y poderosa.

Pero, ¿qué sucede si necesita un sistema que proporcione canales con alto rango dinámico y capacidades anti-aliasing, pero frecuencias de muestreo mucho más altas en otros canales? Consulte la sección de este artículo sobre la tecnología ADC híbrida.

Tecnología HybridADC

Durante años, los ingenieros se han enfrentado a una difícil elección entre los ADC (convertidores analógicos a digitales) delta-sigma y los ADC SAR (aproximación sucesiva).

Mientras que los ADC delta-sigma ofrecen un rango dinámico sorprendente, resolución de 24 bits y capacidades integradas de anti-aliasing, SAR ADCS ofrece un mayor ancho de banda y una reproducción perfecta de señales de impulso como ondas cuadradas.

ADC de SAR ADC Delta Sigma
Tasas de muestreo más altas No tan rápido como el SAR
Generalmente limitado a la resolución de 16 bits. Resolución de 24 bits mucho más alta
Maneja ondas cuadradas sin sonar / rebasar Ideal para formas de onda sinusoidales / naturales
Sin AAF incorporado Las ondas cuadradas causan timbres
  AAF incorporado

Las aplicaciones que requerían una combinación de muestreo de alta velocidad y alta resolución con filtros anti-aliasing se vieron obligadas a sacrificar una de estas capacidades. O compre dos sistemas DAQ completamente separados para manejar estos requisitos dispares.

Dewesoft ha resuelto este problema de una vez por todas con la tecnología HybridADC, desarrollada para la línea de productos SIRIUS XHS. La tecnología permite al usuario seleccionar tres modos de operación:

  1. Modo de ancho de banda alto (filtro desactivado): ancho de banda de 5 MHz y frecuencia de muestreo de 15 Ms / s, el SIRIUS XHS puede adquirir perfectamente señales de impulso, paso y cuadratura sin ningún timbre o sobreimpulso. Este modo es perfecto para grabaciones transitorias y análisis de potencia. Este comportamiento es similar al de los ADC SAR típicos, excepto con una frecuencia de muestreo y un ancho de banda más altos.
  2. Modo dinámico alto sin alias: muestreo de hasta 1.875 MHz y ancho de banda de hasta 1 Ms / s, y rango dinámico de 150 dB. Los datos están totalmente libres de alias, por lo que todas las frecuencias más altas se rechazan por completo. Este filtro sin alias con un ancho de banda cercano a los criterios de Nyquist se utiliza para el análisis en el dominio de la frecuencia de señales como el sonido y la vibración. Hay algo de timbre / sobreimpulso en ondas cuadradas y otras señales de impulso. Este comportamiento es similar a los ADC Sigma-Delta clásicos, excepto con una frecuencia de muestreo y un ancho de banda mucho más altos.
  3. Filtrado sin anillo: además, Dewesoft ofrece filtros sin anillo sin sobreimpulso en las señales de impulso y manteniendo la adquisición sin alias. La medición permanece libre de alias porque la frecuencia de corte se establece automáticamente al 20% de la frecuencia de muestreo.

Vídeo de introducción de HybridADC

Otra cosa muy importante que debe saber es que cada canal se puede configurar individualmente en cualquiera de estos modos y en una frecuencia de muestreo diferente. Por lo tanto, los ingenieros no tienen que elegir entre un instrumento u otro, pero pueden usar un solo instrumento Dewesoft para todas sus aplicaciones más importantes.

Aunque los ingenieros pueden seleccionar algunos canales para que tengan un gran ancho de banda y otros para que no tengan alias, e incluso seleccionar diferentes frecuencias de muestreo, el filtrado está diseñado de tal manera que todas las señales están perfectamente alineadas en el tiempo con el cambio de fase cero.

La tecnología Dewesoft Hybrid ADC es un gran paso adelante en el mundo de la adquisición de datos. Combina muestreo de alta velocidad sin anillo con alto rango dinámico, rendimiento anti-aliased, que cubre todas las principales aplicaciones DAQ con un solo instrumento.

Tecnología SIRIUS® XHS

Los sistemas de adquisición de datos de alta velocidad SIRIUS® XHS incorporan la tecnología ADC híbrida de Dewesoft (descrita anteriormente), con capacidades avanzadas adicionales. El instrumento tiene el mismo aspecto que los famosos DAQ SIRIUS disponibles desde 2010, pero el sistema consta de un corazón y un cerebro completamente rediseñados.

SIRIUS XHS high-speed DAQ systemUn instrumento DAQ SIRIUS XHS de 8 canales

SIRIUS XHS proporciona lo último en rendimiento y versatilidad DAQ, que incluye:

  • La revolucionaria tecnología Hybrid ADC ofrece señales analógicas convertidas a digitales a 15 MS / s por canal con un ancho de banda de 5 MHz. También tiene la capacidad de realizar muestreo de ancho de banda alto sin anillo, muestreo de 16 bits y muestreo de tipo sigma-delta sin alias de 24 bits hasta un ancho de banda de 1 MHz por canal.
  • Amplificadores rediseñados que admiten los anchos de banda más altos del ADC híbrido.
  • Una FPGA potente con un procesador ARM que se ejecuta en un sistema operativo Linux.
  • Una nueva placa base con tecnología de aislamiento galvánico aún mejor para aislamiento de canal a canal y de canal a tierra.
  • Interfaces de transferencia de datos mejoradas (USB 3.0 y GLAN) para admitir la transmisión de datos de alta velocidad al disco. Los ingenieros pueden configurar los ocho canales a 15 MS / s por canal y transmitirlos continuamente al disco a través de USB 3.0.
  • Las interfaces de datos modernas como USB 3.0, GLAN, XCP, CAN y OPC UA, con sincronización PTP v2, permiten una conectividad abierta y flexible.

SIRIUS XHS también es compatible con versiones anteriores y se puede sincronizar con cualquier otro sistema DAQ de Dewesoft como SIRIUS estándar, KRYPTON, IOLITE, DEWE-43, et al.

Sincronización de tiempo PTP

Disponible exclusivamente para los sistemas Dewesoft SIRIUS XHS, PTP v2 es la última versión del Precision Time Protocol (PTP), en el que se utiliza un reloj maestro para sincronizar todos los relojes de una red informática.

PTP v2 proporciona una precisión de reloj de ~ 1 µs en toda la LAN. PTP v2 es un gran paso adelante con respecto al PTP v1 original lanzado en 2002. PTP v2 tiene el tipo de precisión de tiempo y estabilidad que requieren las aplicaciones de adquisición de datos.

Se pueden sincronizar varios dispositivos SIRIUS XHS entre sí mediante PTPv2, IRIG o una señal PPS. Cada dispositivo puede actuar como reloj maestro o esclavo, lo que permite un funcionamiento autónomo.

SIRIUS XHS PTP synchronisationLos sistemas SIRIUS XHS se pueden sincronizar juntos a través de PTP v2

Se puede hacer referencia a toda la red PTP v2 a cualquier fuente de tiempo externa (como IRIG, GPS PPS, NTP, etc.) para que todos los dispositivos de la red estén referenciados a ese reloj. PTP v2 ha sido adoptado con entusiasmo por proveedores de servicios de transacciones financieras, operadores de torres de telefonía celular, sistemas de distribución de energía y otras redes que requieren una precisión de tiempo mejor que NTP, pero que pueden no tener fácil acceso a GPS PPS.

Cuando tiene varios dispositivos SIRIUS XHS, puede usar un proveedor de reloj externo como dispositivo PTP o Dewesoft DAQ (reloj esclavo) como fuente de reloj PTP.

Tecnología SuperCounter®

Casi todos los sistemas DAQ del mercado ofrecen una o más entradas digitales además de las entradas analógicas. Las entradas digitales que pueden contar los pulsos entrantes a menudo se necesitan para registrar las salidas de tacómetros, sensores de proximidad y otras fuentes de señales de salida de pulsos.

Las entradas de Dewesoft SuperCounter® son compatibles con una amplia gama de codificadores, sensores de dientes de engranajes, sensores de proximidad, etc. Las entradas digitales SuperCounter están disponibles en todos los sistemas DAQ de Dewesoft:

Los sistemas se pueden configurar con una o más entradas SuperCounter. Por lo general, se proporcionan en un conector LEMO resistente con bloqueo, pero hay otras posibilidades de conector con algunos modelos.

Dewesoft SuperCounter connector pinoutConector típico Dewesoft SuperCounter con configuración de pines

Se proporcionan tres entradas para admitir las salidas A, B, Z de los codificadores incrementales. Si desea medir entradas discretas (señales TTL ON / OFF), puede usar estas tres entradas como entradas discretas independientes en lugar de como un contador. Hay disponibles voltajes de suministro de sensor de + 12V y + 5V, una salida digital y una conexión a tierra.

Pero lo que realmente hace a los SuperCounters tan especiales es cómo alinean con precisión los datos del contador con los datos analógicos y otros.

Los contadores estándar disponibles en la mayoría de los sistemas DAQ en la actualidad solo brindan salidas de resolución entera (por ejemplo, 1, 1, 2, 2). Como resultado, sus salidas están siempre una muestra detrás de los datos del sensor analógico. Esto puede ser un problema real en aplicaciones como vibración rotacional o de torsión cuando un cambio de fase de incluso una muestra puede cambiar los resultados de la medición.

Los SuperCounters resuelven este problema por completo extrayendo valores de punto flotante como 1.37, 1.87, 2.37 y luego alineándolos con precisión en el tiempo con el resto de sus datos. De hecho, un SuperCounter es realmente dos contadores en uno. La entrada se alimenta en paralelo a ambos contadores y el subcontador mide el tiempo exacto del flanco ascendente de la señal. Como resultado, el valor real del contador con respecto a los valores analógicos se calcula y se alinea perfectamente.

El siguiente video muestra cómo las mediciones de SuperCounter están completamente sincronizadas con los canales analógicos. Este video incluye una comparación del mundo real entre el modo de conteo normal y el modo SuperCounting.

Explicación de la tecnología Dewesoft SuperCounter

Otras fuentes de datos, como el bus CAN y los datos de vídeo, también se sincronizan con los datos analógicos en todos los sistemas Dewesoft.

El otro "secreto" detrás de esta técnica es que las entradas SuperCounter de Dewesoft se ejecutan en una base de tiempo de 102,4 MHz que es independiente y mucho más alta que la frecuencia de muestreo analógica.

Dewesoft SuperCounter architecture schemeEsquema de arquitectura de Dewesoft SuperCounter

El resultado de este avance tecnológico es que los datos analógicos y los datos de contador / digitales se sincronizan con precisión, aunque se muestrean a velocidades tremendamente diferentes. Las características importantes adicionales de SuperCounters incluyen:

  • Aislamiento galvánico: evita que el ruido y la diafonía se contabilicen incorrectamente como puntos de datos.
  • Filtrado seleccionable por el usuario: 100ns a 5us para proteger la integridad de todas las mediciones.
  • Múltiples modos de funcionamiento: incluyendo recuento de eventos, modos de sensor y modos de sincronización de forma de onda.
  • Modo de entrada discreta: cada contador se puede utilizar en su lugar como tres entradas digitales discretas aisladas separadas.
  • Compatibilidad con sensores: incluidos codificadores incrementales, sensores de dientes de engranajes, sensores de cinta, sensores de tacómetro de RPM, sensores CDM y más.

El hardware SuperCounter es totalmente compatible con el software DAQ DewesoftX para una fácil configuración de todos los parámetros. DewesoftX incluye una base de datos de sensores que permite a los ingenieros crear, editar y reutilizar sus sensores (incluidos codificadores, tacos, sensores de dientes de engranajes y más). Esto hace que la creación de una configuración sea rápida y sencilla. Con unos pocos clics, los ingenieros pueden agregar cualquier sensor a esta base de datos y luego seleccionarlo por su nombre la próxima vez que quieran usarlo para una prueba.

Tecnologías de aislamiento galvánico

En el mundo de la prueba y la medición, evitar o eliminar los bucles de tierra y las sobrecargas de voltaje en modo común es fundamental para realizar mediciones precisas. Echemos un vistazo a las principales causas de estos problemas y aprendamos cómo podemos evitarlos o eliminarlos mediante el aislamiento eléctrico.

Analog domain isolation systemsSistemas de aislamiento de dominio analógico

Los voltajes de modo común son señales no deseadas que ingresan a la cadena de medición, generalmente desde el cable que conecta un sensor al sistema de medición. A veces denominados "ruido", estos voltajes distorsionan la señal real que estamos tratando de medir. Dependiendo de su amplitud, pueden ir desde ser una "molestia menor" hasta oscurecer completamente la señal real y destruir la medición.

El enfoque más básico para eliminar las señales de modo común es utilizar un amplificador diferencial. Este amplificador tiene dos entradas: una positiva y una negativa. El amplificador mide solo la diferencia entre las dos entradas. El ruido eléctrico que circula a lo largo de nuestro cable sensor debe estar presente en ambas líneas: la línea de señal positiva y la línea de tierra (o señal negativa).

Las señales comunes a ambas líneas serán rechazadas por el amplificador diferencial y solo pasará la señal.

Esto funciona bien hasta cierto punto, pero hay límites a la cantidad de voltaje de modo común (CMV) que el amplificador puede rechazar. Cuando el CMV presente en las líneas de señal excede el rango máximo de entrada de CMV del amplificador diferencial, se "recortará". El resultado es una señal de salida distorsionada e inutilizable.

Esto nos lleva a la mejor solución: el aislamiento. Los amplificadores aislados tienen entradas que “flotan” por encima del voltaje de modo común. Están diseñados con una barrera de aislamiento con un voltaje de ruptura de 1000 voltios o más. Esto les permite rechazar un ruido CMV muy alto y eliminar los bucles de tierra.

Los amplificadores aislados crean esta barrera de aislamiento mediante el uso de pequeños transformadores para desacoplar ("flotar") la entrada de la salida, o mediante pequeños optoacopladores, o mediante acoplamiento capacitivo. Los dos últimos métodos suelen proporcionar el mejor rendimiento de ancho de banda.

SIRIUS XHS data acquisition systemSistema SIRIUS XHS DAQ con cuatro módulos de aislamiento de alto voltaje y cuatro de bajo voltaje

Si echas un vistazo a los acondicionadores de señal SIRIUS DualCore y HS de Dewesoft, verás que sus entradas proporcionan un voltaje de aislamiento de 1000 V.

Explicación de la tecnología de aislamiento galvánico de Dewesoft

En el mundo real de la adquisición de datos, a menudo hay más que solo las entradas de señal: los acondicionadores de señal a menudo proporcionan voltaje o corriente de excitación para alimentar los sensores. Las galgas extensométricas, RTD, LVDT y acelerómetros IEPE son buenos ejemplos de sensores que requieren energía.

A veces ignorado por los fabricantes de dispositivos DAQ, es importante que estas líneas de excitación estén aisladas. Esa es la razón por la que Dewesoft proporciona aislamiento y / o entradas diferenciales y protección contra sobrevoltaje con capacidad directa de corto a tierra en toda su línea de productos. Es una característica de seguridad que protege los instrumentos y los operadores humanos de los bucles de tierra.

Mediciones simultáneas de múltiples dominios

Si bien la mayoría de los sistemas DAQ registran solo en un dominio único, los sistemas de adquisición de datos Dewesoft registran simultáneamente en el dominio del tiempo, el dominio del ángulo y el dominio de la frecuencia. Y mantienen una sincronización sólida como una roca entre los dominios.

El software DewesoftX es único en términos de interfaces de E / S compatibles. Ningún otro software de adquisición de datos puede igualar una serie de interfaces compatibles que se pueden adquirir de forma totalmente sincronizada, almacenada y visualizada en el mismo archivo de datos.

Las interfaces compatibles incluyen:

Dominio de señal Tipos de entradas e interfaces compatibles
Datos analógicos Voltaje, corriente, IEPE, carga, deformación, termopares, RTD, potenciómetros, LVDT, resistencia y más
Información digital Entradas discretas, contadores, codificadores, tacómetros, sensores de dientes de engranajes
Video Cámaras compatibles con DirectX, cámaras de vídeo de velocidad ultrarrápida, cámaras termográficas de infrarrojos, cámaras GoPro
Navegación GPS, unidades de medida inercial (IMU e INS), giroscopios
Bus del vehículo CAN, CAN FD, FlexRay, XCP / CCP, ruedas Kistler, ADMA
Interfaces aeroespaciales Telemetría PCM, ARINC 429, MIL-STD-1553, IRIG, Capítulo 10
Bus industrial OPC UA, Ethernet, Modbus, Siemens S7, Serie

Todos estos diferentes tipos de datos se pueden ingresar en un sistema de adquisición de datos de Dewesoft en innumerables combinaciones. Todos simultáneamente, y todos sincronizados al 100% entre sí a pesar de que están llegando a diferentes velocidades y, a veces, incluso a velocidades variables.

Ejemplo de una medición multidominio en DewesoftX

En el ejemplo anterior, ve que estamos grabando dentro de un automóvil eléctrico. Simultáneamente estamos midiendo voltajes en el dominio del tiempo desde el motor y los micrófonos, realizando y mostrando cálculos de fase y energía numéricamente y en un vectorscopio.

También estamos grabando video en tiempo real desde una cámara en el tablero y recolectando y mostrando datos de velocidad y posición del GPS. Por lo general, esto requeriría al menos tres instrumentos diferentes para funcionar, pero Dewesoft lo ha hecho posible dentro de un solo sistema DAQ.

Software DAQ DewesoftX

Cuando se introdujo el software DewesoftX en 2000, el estado del software de adquisición de datos era muy diferente. Los ingenieros solo podían elegir entre dos tipos básicos de software:

  • Software propietario e invariable que simplemente controlaba el hardware del fabricante.
  • Software completamente personalizado escrito por ellos mismos o por un contratista, para realizar tareas muy específicas.

DewesoftX data acquisition and signal processing software

Los registradores de datos y los sistemas DAQ en la década de 1990 eran instrumentos de propósito general. Ofrecieron solo algunos tipos de entradas analógicas y quizás algunas líneas de entrada digital discretas. El software no tenía mucho que hacer más allá de permitir la configuración de los circuitos de acondicionamiento de señales, convertir formas de onda analógicas en digitales y luego recopilar datos. El otro trabajo que tenía era registrar datos en un medio de almacenamiento interno, normalmente un disco duro giratorio, y mostrar los datos en una pantalla de algún tipo.

El software DAQ era de naturaleza tan básica que a menudo era incapaz de realizar funciones especializadas, como análisis modal, pruebas de presión sonora, pruebas de frenos de automóviles o pruebas de potencia de acuerdo con los estándares. Estos paquetes patentados también carecían de capacidades flexibles de generación de informes o análisis posteriores.

Estas limitaciones son las que llevaron a tantos ingenieros a recurrir a plataformas de desarrollo como LabVIEW® de NI. Labview es un entorno de programación para la adquisición y el control de datos. Por último, los ingenieros podían crear lo que quisieran para realizar una amplia gama de funciones personalizadas en línea y fuera de línea.

La desventaja fue que tuvieron que programar estos sistemas personalizados ellos mismos (o contratar a un programador de LabVIEW) y probarlos rigurosamente. Luego estaba el mantenimiento, que no tiene fin. Muchos ingenieros descubrieron que para que estas soluciones personalizadas funcionaran, tenían que convertirse prácticamente en programadores. O contrate a uno o más expertos en LabVIEW de tiempo completo para crear el sistema y luego mantenerlo en funcionamiento.

A fines de la década de 1990, existía una clara necesidad de una plataforma de software DAQ que combinara las ventajas de una solución llave en mano con la flexibilidad, escalabilidad y el poder absoluto de una solución personalizada. Pero solo de una manera que no imponga una gran carga de programación a los ingenieros de pruebas, ni les cueste nada por el mantenimiento.

Expandiendo el sistema DAQ más allá de las señales analógicas

La grabación de un fenómeno físico como el voltaje estaba en el corazón de la mayoría de los sistemas DAQ. Pero había interfaces adicionales cada vez más solicitadas por los ingenieros de pruebas.

Los ingenieros automotrices, por ejemplo, necesitaban registrar datos del bus CAN. Los ingenieros aeroespaciales y automotrices necesitaban capturar datos de posición de satélites GPS y usarlos también para la sincronización horaria. ¿Y no sería bueno conectar una cámara de video y capturar cómo se ve la prueba?

Pero los sistemas DAQ no tenían tales capacidades. En aquel entonces, la única forma era hacer una solución personalizada, que requería cientos o miles de horas de programación y luego un mantenimiento eterno.

La primera versión comercial del software de adquisición de datos DewesoftX tenía la intención de cerrar la brecha entre el software llave en mano muy limitado y los sistemas de desarrollo abiertos como LabVIEW. Fue el mayor avance en el software DAQ desde LabVIEW y lo sigue siendo hasta el día de hoy.

Screenshot of early version of DewesoftX softwareUna versión anterior de DewesoftX que muestra pantallas personalizables, video sincronizado y GPS

Dewesoft permitió a los usuarios crear sus propias pantallas libremente, utilizando widgets gráficos integrados y pantallas definibles libremente. En los primeros días, admitía varias interfaces de bus CAN de terceros, así como cámaras DirectX, micrófonos, sensores GPS y más. Dewesoft revolucionó el mundo de la adquisición de datos.

Una de las innovaciones necesarias de Dewesoft fue la sincronización de todos los datos provenientes de diferentes fuentes y a diferentes velocidades. Los ingenieros de software trabajaron muy duro para resolver este desafío.

Los mensajes del bus CAN llegan de forma asíncrona entre sí, por ejemplo; Las cámaras web emiten fotogramas cuando pueden, no según un reloj duro. Y las entradas digitales estándar de los sistemas DAQ deben muestrearse mucho más que la frecuencia de muestreo analógica. Pero otros fabricantes estaban usando la frecuencia analógica como reloj maestro, perdiendo así la preciosa resolución del eje de tiempo al forzar los valores digitales a ajustarse a esa frecuencia más baja.

Los ingenieros de Dewesoft idearon un método de sellado de tiempo de todos los datos de acuerdo con un reloj de hardware maestro que funcionaba a más de 100 MHz, independientemente de qué tan rápido o lento entraran los datos. Por lo tanto, todos los datos se sincronizaron con precisión entre sí. Si una cámara web genera fotogramas a una velocidad inconsistente, no importa: cada fotograma tiene una marca de tiempo de acuerdo con la fecha en que llegó, manteniéndolo sincronizado con todos los datos.

Además, este “reloj maestro” podría funcionar libremente o estar subordinado a una fuente de tiempo externa precisa como el PPS (pulso por segundo) y la hora / fecha de los satélites GPS o la hora IRIG.

Hoy, el software DewesoftX (ahora en la versión DewesoftX 2020) es aún más poderoso. Admite una lista aparentemente interminable de interfaces en los mundos automotriz, aeroespacial e industrial. También tiene una amplia gama de aplicaciones integradas para protocolos de prueba muy específicos, como:

Automoción y Aeroespacial NVH / Vibración / Acústica Dinámica estructural / Monitoreo de condiciones Energía electrica
Pruebas ADAS Sonómetro Prueba modal Análisis de potencia
Pruebas de frenos Análisis de banda de octava Prueba de reducción de seno (COLA) Análisis de calidad de energía
Prueba de ruido de frenos Prueba de ruido de frenos Espectro de respuesta al choque Pruebas de movilidad eléctrica
Análisis de combustión Intensidad de sonido Análisis de fatiga  
Pruebas de movilidad eléctrica Potencia de sonido Monitoreo de puentes  
Pruebas ambientales severas Análisis FFT Análisis FFT  
Ruido de paso Ruido de paso Monitoreo de condición  
Carga / durabilidad en carretera Tiempo de reverberación RT60    
Dinámica del vehículo Calidad de sonido    
Telemetría PCM Rastreo de orden    
Lanzamiento de cohetes Equilibrio del rotor    
Prueba de motor de cohete Vibración rotacional y torsional    
  Vibración del cuerpo humano    

En términos de sincronización de hora externa, la última versión es la sincronización PTP disponible para los sistemas SIRIUS XHS, que es extremadamente precisa y precisa.

El software DAQ DewesoftX 2020 admite la transmisión rápida de datos a una computadora host incorporada o externa. El último hardware DAQ es el SIRIUS XHS, que puede transmitir 8 canales a 15 MS / s por canal de forma continua al host a través de USB 3.0.

Dewesoft también puede transmitir datos en tiempo real a una velocidad menor a los maestros EtherCAT en una amplia gama de aplicaciones industriales, automotrices y aeroespaciales. Esto trae los dos mundos de DAQ de alta velocidad y sistemas de control totalmente deterministas. Los ingenieros pueden tener lo mejor de ambos tipos de sistemas en uno, lo que reduce los costos y aumenta la fidelidad de los datos.

Dewesoft introdujo funciones matemáticas en los primeros años, y estas solo han crecido en número y poder con el tiempo. Existe una amplia gama de funciones matemáticas integradas, así como un motor de canal matemático configurable libremente que permite a los ingenieros crear miles de funciones sin ninguna programación.

Además, las matemáticas se pueden ejecutar tanto en tiempo real (durante la adquisición) como fuera de línea. Los ingenieros pueden capturar datos y luego recargarlos y aplicar las funciones matemáticas que les interesen, incluido el filtrado. Las funciones matemáticas que se estaban ejecutando en tiempo real se pueden editar después de registrarlas y volver a procesarlas.

La robusta interfaz API también permite el desarrollo de complementos personalizados y luego se integra completamente en el software.

DewesoftX está construido usando lenguajes de programación como Delphi y C ++. Pero los usuarios no necesitan realizar ninguna programación para poder utilizar su rico conjunto de funciones. Hay un secuenciador incorporado que les permite automatizar muchas funciones y también funciones matemáticas definibles por el usuario. Todo se hace al más alto nivel, mejorando la eficiencia y permitiendo a los ingenieros ocupados concentrarse en su trabajo importante.

En resumen, DewesoftX ha pasado de ser una idea revolucionaria en 2000 al software DAQ más potente y flexible del mundo actual.

Grandes conjuntos de datos con revisión instantánea

El software de adquisición de datos DewesoftX es un motor de grabación de alto rendimiento que puede escribir datos a más de 500 MB / seg. El muestreo rápido durante períodos prolongados creará archivos de datos de gran tamaño. No es posible cargarlos para su revisión y análisis de la forma convencional, debido a la RAM limitada de la computadora. Dewesoft ha inventado un sistema de recuperación y almacenamiento de archivos patentado que permite abrir incluso archivos de datos de varios gigabytes en cuestión de segundos.

Es importante señalar que el software DewesoftX puede registrar datos analógicos y digitales síncronos y asíncronos, datos vectoriales y datos de canales de matriz, todo en un archivo de datos.

Esta innovadora estructura de archivo permite a los sistemas Dewesoft escribir la configuración del canal, la configuración de la pantalla, todos los eventos, los datos analógicos rápidos y los datos asíncronos lentos de diferentes fuentes en un solo archivo y volver a cargar este archivo en cuestión de segundos.

Como ejemplo, grabemos un archivo de datos de 1GB en DewesoftX:

DewesoftX storing options configuration screenEn la pantalla de almacenamiento, puede indicarle al software que deje de almacenar en un determinado tamaño de archivo

Inmediatamente después de que se almacena un archivo, los ingenieros pueden cambiar al modo de análisis y abrir el archivo. Este archivo en particular se abrió en menos de 1/10 de segundo:

DewesoftX data fileLa longitud completa del archivo de datos DewesoftX es visible al abrir

Los archivos se abren en cuestión de segundos independientemente de su tamaño. Esto es posible porque no todos los puntos de datos simples se cargan en la RAM. Se muestra una representación de todo el archivo y puede utilizar los cursores del eje de tiempo para acercar cualquier parte del mismo. Los cursores son las líneas verticales blancas marcadas con "I" y "II" en la parte superior.

Al hacer clic entre los cursores, el ancho de la pantalla se acerca al área seleccionada por los cursores.

En este caso, las formas de onda son muy densas y todavía estamos viendo muchos datos, por lo que todavía no podemos ver las formas de onda en sí. Simplemente podemos hacer zoom nuevamente, haciendo clic primero para mover los cursores a cualquier lugar que queramos dentro del archivo y luego haciendo clic entre ellos. Utilice el botón derecho del ratón para alejar la imagen, un paso a la vez.

Acerquémonos lo suficiente para ver las formas de onda:

Grabador DewesoftX después de hacer zoom para ver formas de onda de señal claras

El software entra instantáneamente en el archivo de datos y extrae el área de interés. Puede continuar acercándose o alejándose hasta encontrar la resolución que necesita. Cuanto más acerques, más rápido será, porque recuperas menos puntos de datos.

En este punto, puede usar los cursores para tomar medidas. Puede realizar una impresión o exportar esta área a otro formato de archivo. O bien, puede alejar completamente y exportar todo el archivo de datos si lo prefiere.

También puede hacer clic en el botón REPRODUCIR en la barra de tareas y ver la reproducción de datos en la pantalla tal como se veía cuando se almacenaba. También puede aumentar o disminuir la velocidad de reproducción. También se admite la reproducción al revés.

No importa cuánto acerque o aleje, el archivo completo siempre se muestra sobre las formas de onda. Puede configurar esto en cualquier canal que desee. La barra resaltada en esta tira le muestra el ancho de la ventana de zoom y dónde estamos dentro del archivo. Entonces, en el siguiente ejemplo, puede ver que estamos viendo solo un pequeño porcentaje de todo el archivo:

DewesoftX selectable reference channel from the entire file is shown in the top-most stripUn canal de referencia seleccionable de todo el archivo se muestra en la franja superior

El canal de referencia en la franja superior está marcado en cada extremo con la hora y fecha de cuando comenzó y cuando se detuvo:

DewesoftX - start and end point of the data fileEl lado izquierdo es el punto de inicio del archivo de datos. El lado derecho es el punto final.

Refiriéndose a los extremos izquierdo y derecho del canal de referencia anterior, puede ver que el almacenamiento de datos comenzó a las 11:10:33 a.m. y terminó a las 11:10:43 a.m., 10 segundos después.

Las horas de inicio y finalización de los datos ampliados se muestran en los extremos inferiores de los cursores de zoom. El tiempo en la intersección del cursor siempre se muestra en la parte inferior de cada cursor:

DewesoftX recorder cursorsLos cursores están marcados con las horas en las que se encuentran.

El software de recuperación y almacenamiento de archivos patentado de DewesoftX permite a los ingenieros dedicar más tiempo a registrar y analizar, y menos a esperar a que se carguen y recarguen archivos de datos grandes. A medida que el tamaño de los archivos aumenta cada vez más, y con más tipos de datos dentro de ellos (datos de bus CAN, datos EtherCAT, datos de telemetría, datos de video y más), esto se vuelve cada vez más importante cada día.

KRYPTON® DAQ para pruebas en entornos hostiles

Los sistemas DAQ suelen estar diseñados para uso en laboratorio o en campo ligero. Sin embargo, Dewesoft diseñó la serie KRYPTON específicamente para los entornos más duros donde se pueden realizar mediciones.

Krypton DAQ modules with Ethercat cable connectionLos módulos KRYPTON están interconectados mediante cables EtherCAT de hasta 100 m (328 pies) de largo

Por ejemplo, los fabricantes de automóviles y camiones realizan pruebas en climas fríos de sus vehículos en lugares extremadamente fríos en lugares como Suecia y Canadá, y en cámaras frías donde se pueden alcanzar temperaturas de -40 °. También realizan pruebas de clima cálido en lugares como Arizona, donde la temperatura ambiente puede alcanzar los 48 ° C (~ 120 ° F).

Vídeo de presentación de los módulos KRYPTON DAQ

Hay aplicaciones en las que los sistemas DAQ están sujetos a un nivel de golpes y vibraciones que dañarían o destruirían los equipos electrónicos normales en cuestión de minutos. Estos incluyen pruebas de impacto de todo tipo, pruebas de choque de vehículos, lanzamientos de cohetes, pruebas de balística, pruebas de explosivos y muchas más.

Además, los instrumentos normales no están sellados contra la exposición a líquidos, polvo y otras partículas. Rociarlos o sumergirlos en agua, por ejemplo, podría provocar un cortocircuito y presentar un peligro de descarga eléctrica.

Y no es solo agua: niebla, arena, mucha humedad, aire salado y otros líquidos como el aceite crean un entorno operativo que los equipos electrónicos normales simplemente no pueden manejar.

Echemos un vistazo a cómo KRYPTON maneja estas condiciones extremas.

Amplio rango de operación de temperatura

Los sistemas KRYPTON se utilizan en pruebas de temperaturas extremas, tanto altas como bajas:

-40 a + 85 ° C (-40 ° F a + 185 ° F)

Extreme environment testingLos instrumentos KRYPTON se pueden utilizar desde los entornos de prueba más fríos hasta los más calientes

Tener un solo instrumento que se puede utilizar de -40 ° C a + 85 ° C (185 ° F) proporciona una ventaja importante para los ingenieros de pruebas, ya que reduce el tamaño, la complejidad y el costo del sistema de prueba.

Nivel a prueba de agua y polvo IP67

Las clasificaciones de protección de ingreso (IP) usan dos dígitos para indicar la protección del sistema contra el ingreso de sólidos (primer dígito) y líquidos (segundo dígito). Así es como se construye esa clasificación IP:

IP6_ significa que KRYPTON está totalmente protegido contra el polvo.

IP_7 significa que KRYPTON se puede sumergir en agua hasta 1 metro (3,28 pies) durante unos 30 minutos. Además de inmersión, incluye salpicadura y rocío.

KRYPTON waterproof DAQ modules and data loggersLa serie KRYPTON a prueba de agua y polvo IP67 de Dewesoft

Alta protección contra golpes y vibraciones

Los módulos KRYPTON están diseñados para resistir fuertes golpes y vibraciones, incluso mientras están en funcionamiento (¡y en almacenamiento!). Han sido probados para:

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

KRYPTON DAQ shock testPruebas de vibración y choque en módulos KRYPTON DAQ

Cables EtherCAT para entornos hostiles

Bueno, si el hardware DAQ es impermeable, a prueba de polvo y puede soportar temperaturas de -40 °, los cables también deben poder soportar estos extremos ambientales. De lo contrario, el sistema fallará simplemente por los cables.

En consecuencia, Dewesoft ha desarrollado cables EtherCAT que se utilizan para interconectar su serie KRYPTON de sistemas DAQ para entornos hostiles. En el siguiente video, mostramos cómo los cables se congelan a -40 ° C y cómo mantienen su flexibilidad.

La serie KRYPTON fue diseñada desde cero para sobrevivir y continuar operando bajo condiciones ambientales, de temperatura, vibraciones y golpes extremos. KRYPTON ofrece un grado de protección IP67 contra líquidos, humo y polvo; puede operar en el rango de temperaturas extremas de -40 a + 85 ° C (-40 a + 85 ° F) y ofrece protección contra golpes de hasta 100G.

Instrumentos IOLITE® para DAQ y control integrados

Hasta hace poco, existían sistemas de control en tiempo real y sistemas DAQ:

  • Sistemas de control en tiempo real: diseñados para reaccionar ante eventos lo más rápido posible y con datos altamente deterministas. El registro de datos fue una preocupación secundaria.
  • Sistemas DAQ: diseñados para adquirir datos lo más rápido posible. Proporcionar datos en tiempo real a un sistema de control no estaba disponible en gran medida o en su totalidad.

El sistema de control y adquisición de datos IOLITE de Dewesoft es un paso adelante revolucionario para unir los mundos de control y sistemas DAQ. IOLITE está equipado con dos buses EtherCAT que funcionan en paralelo. El bus principal se utiliza para la adquisición de datos almacenados en búfer a toda velocidad en el disco duro de una computadora. El bus secundario se utiliza para la alimentación de datos de baja latencia en tiempo real a cualquier sistema de control basado en EtherCAT de terceros.

IOLITE rack-mounting system and bench-top DAQ and control systemsSistema de montaje en bastidor IOLITE y sistemas de control y DAQ de sobremesa

IOLITE une los mundos de DAQ de alta velocidad y transmisión de datos de baja latencia a un PLC. Pero IOLITE va aún más lejos. Si bien la mayoría de los sistemas DAQ se enfocan al 100% en manejar una variedad de tipos de entrada analógica, IOLITE agrega salidas digitales multicanal, de modo que puede controlar directamente los actuadores.

Con estas salidas digitales, IOLITE puede eliminar la necesidad de hardware de PLC, ya que se puede implementar un maestro EtherCAT en el software de una PC. Este maestro puede controlar completamente las salidas de IOLITE.

Descripción general del sistema de control y DAQ de IOLITE

Sorprendentemente, solo hay una línea EtherCAT entre el PLC y DAQ. Esto reduce enormemente el cableado y elimina la conversión redundante de analógico a digital de las mismas señales. Finalmente, los diferentes mundos de control y adquisición de datos se combinan en un sistema elegante.

La integración de la fase 3 significa que el sistema DAQ tiene una integración determinista con el sistema de control en tiempo real. De hecho, el sistema DAQ debe convertirse en parte de la red, no solo en un periférico asincrónico. Los instrumentos que utilizan EtherCAT se dividen en dos grupos: Control y Medición. Los dispositivos de control como los PLC son maestros en la red EtherCAT, mientras que los dispositivos de medición como los sistemas DAQ son esclavos.

Al instalar un puerto esclavo EtherCAT en sus sistemas DAQ, Dewesoft ha eliminado las limitaciones de las integraciones de la Fase 1 y la Fase 2 y lleva el sistema DAQ directamente al sistema de control en tiempo real:

Dewesoft DAQ system sending real-time data to PLC via EtherCATEl sistema DAQ Dewesoft envía datos en tiempo real al PLC a través del protocolo EtherCAT

IOLITE es una implementación de Fase 3 porque el sistema DAQ es un verdadero nodo esclavo en la red EtherCAT, que envía datos con marca de tiempo (deterministas) en la dirección del host. No hay más conversión A / D redundante o datos Ethernet no deterministas.

Finalmente, los mundos de DAQ y el control en tiempo real han sido puenteados por un solo instrumento.