Dieci ragioni per
scegliere il più versatile
sistema di acquisizione
dati al mondo;
lo Scopecorder Yokogawa
DL850E
Di: Clive Davis - Product Marketing Manager ScopeCorder e acquisizione dei dati ad alta velocità
ScopeCorder è un potente recorder portatile
per l'acquisizione dei dati che unisce le
funzionalità di un oscilloscopio digitale
multicanale e quelle di un recorder
oscillografico ad alte prestazioni. È in grado di
rilevare e analizzare eventi transitori a breve
termine e tendenze a lungo termine, per un
periodo massimo di 200 giorni.
Grazie agli ingressi modulari flessibili, unisce le
misurazioni di segnali elettrici, parametri fisici
(sensori) e segnali CAN/LIN bus seriali, ed è in
grado di avviare eventi correlati
all'alimentazione elettrica e di eseguire calcoli
in tempo reale.
Spesso gli utenti considerano ScopeCorder
uno degli strumenti portatili più utili per
l'acquisizione dei dati attualmente disponibili
sul mercato. ScopeCorder presenta diverse
caratteristiche uniche che offrono agli utenti di
altri tipi di strumenti di misura (ad esempio
recorder, registratori di dati, oscilloscopi e
strumenti di misura della potenza)
un'alternativa alle loro applicazioni.
Che i segnali di misura provengano dalle unità
elettriche più piccole incorporate in un orologio
di precisione, da una grande turbina di un
impianto di generazione di energia, da sensori
e da componenti elettrici in un veicolo elettrico
moderno o da elettrodomestici, le funzioni e la
flessibilità di ScopeCorder sono utilissime per
tutte queste applicazioni.
Questa scheda tecnica presenta dieci
funzionalità essenziali di ScopeCorder e
spiega i motivi per cui agli utenti conviene
considerare ScopeCorder come prossima
applicazione di misura.
1. Moduli di ingresso flessibili e
alternabili
La struttura modulare di ScopeCorder
permette agli utenti di scegliere tra 17 tipi di
moduli di ingresso, ciascuno con
condizionamento del segnale incorporato, e di
installare nello strumento fino a otto moduli di
questo tipo in qualsiasi momento.
frequenza, magari abbinati alla misurazione
della temperatura. Per sviluppare convertitori
ad alta efficienza che utilizzano tensioni
elevate, grandi correnti e velocità di
commutazione in costante aumento, viene
utilizzato un modulo di ingresso speciale che
incorpora la tecnologia di base isoPRO™ di
Yokogawa. Grazie alla trasmissione interna ad
alta velocità basata sulla fibra ottica, questo
modulo raggiunge elevate velocità di
campionamento (fino a 100 MS/s) e una
risoluzione elevata (fino a 16 bit) ed offre le
prestazioni necessarie per la misurazione
precisa dei segnali di commutazione rapida,
anche negli ambienti più ostili.
Questa configurazione consente di eseguire
misurazioni su un massimo di 128 canali, con
diversi tipi di schede di acquisizione dei dati,
per misurare parametri come:
tensione e corrente
temperatura, vibrazione/accelerazione,
sforzo e frequenza
segnali logici e segnali CAN/LIN bus
uscite su sensori (usando le funzioni di
scalatura)
La flessibilità di questa piattaforma modulare
permette di configurare ScopeCorder in modo
che si adatti perfettamente ai requisiti
dell'applicazione. Inoltre, le misure nei canali di
ingresso sono sincronizzate, consentendo agli
utenti di individuare facilmente il rapporto tra le
varie misure.
2. Canali di misurazione isolati e
schermati
La maggior parte dei tecnici che usa
ScopeCorder per le proprie applicazioni
sostiene che l'isolamento del canale di
ingresso sia un vantaggio essenziale per le
misurazioni. L'isolamento del canale permette
di eseguire misurazioni su segnali instabili o in
diversi punti di un circuito in cui le masse dei
punti hanno potenziali diversi, senza bisogno
di usare alcuna sonda differenziale speciale.
L'alloggiamento dei moduli di ingresso offre la
schermatura del canale di ingresso singolo e la
schermatura aggiuntiva dell'alloggiamento del
modulo di ingresso. L'utilizzo del metodo a
doppia schermatura con i canali di ingresso
all'interno dei moduli di ingresso aumenta la
reiezione dei disturbi.
Molte applicazioni includono i segnali di
misurazione provenienti dai convertitori di
3. Acquisizione di forme d'onda
dettagliate, da millesimi di secondi a
mesi
ScopeCorder è dotato di ampia memoria di
acquisizione rapida, con una capacità
massima di 2 gigapoint, che permette di
ottenere elevate velocità di campionamento
(fino a 100 MS/s) su diversi canali
simultaneamente. L'elevata velocità di
campionamento, abbinata a una risoluzione
verticale elevata del convertitore A/D (a 12 o
16 bit), è ideale per acquisire con precisione i
dettagli della forma d'onda. Tuttavia, se usato
per test di durata per periodi più lunghi, ad
esempio giorni o settimane, in genere i dati
vengono registrati a velocità di campionamento
inferiori. Una velocità di campionamento
inferiore non aumenta inutilmente le
dimensioni dei file di misurazione ed è
sufficiente per visualizzare le tendenze a lungo
termine. D'altro lato, i fenomeni transitori
improvvisi devono essere acquisiti a velocità di
campionamento elevate per visualizzare i
dettagli e analizzare un particolare evento.
La funzione di "doppia acquisizione" di
ScopeCorder risolve questi requisiti conflittuali
con la funzione di registrazione a due velocità
di campionamento diverse.
Evento rapido
Tendenza della
bassa velocità di
campionamento
Lo ScopeCorder è uno strumento molto
avanzato e dispone di trigger di base e
avanzati. La funzionalità “azione su trigger”
permette di lasciare lo ScopeCorder senza
operatore e di salvare automaticamente la
forma d'onda su file oppure di inviare un'email
di notifica di un evento trigger.
5. Motore Giga Zoom II
Acquisizione ad alta
velocità
È possibile ad esempio impostare trigger della
forma dell'onda ed acquisire 5000 eventi
transitori ad alta velocità a 100 MS/s e al
tempo stesso registrare in modo continuativo
la misurazione di una tendenza a 10 kS/s per
10 ore.
4. Potenti funzioni di trigger
I tecnici possono dedicare meno tempo
all'individuazione dei guasti o all'analisi
transitoria se possono visualizzare con facilità
l'evento di disturbo di un segnale. Il principale
problema è come determinare se esiste un
evento transitorio.
Avendo la possibilità di impostare tutti i vari tipi
di trigger su canali diversi, è possibile
investigare che cosa causa un particolare
evento transitorio. Inoltre, la disponibilità della
grande memoria di acquisizione di
ScopeCorder e pertanto la possibilità di
eseguire misurazioni in periodi più lunghi aiuta
ad analizzare l'effetto di tale evento su altre
parti dell'applicazione, studiando il
comportamento degli altri canali di misurazione
dopo l'evento scatenante.
Calo di tensione
Sfasamento della tensione
Variazione di frequenza
Un recorder per l'acquisizione dei dati con
memoria di acquisizione rapida e ampia, in
grado di mostrare fino a 200 giorni di
registrazione sullo schermo, praticamente è
utile soltanto se l'utente può ingrandire senza
difficoltà i 200 giorni di forme d'onda registrate.
ScopeCorder permette di ingrandire due
miliardi di campioni in pochi attimi. Ogni
ScopeCorder è provvisto del rivoluzionario
motore Giga Zoom II, un potente processore
progettato per ottimizzare l'accesso ai dati
senza difficoltà. È possibile attivare due
finestre di zoom mentre si visualizza l'intero
segnale originale. In questo modo, un tecnico
può osservare registrazioni a lungo termine
ingrandendo ogni dettaglio delle forme d'onda,
ad esempio per osservare e analizzare gli
eventi transitori.
Forma d'onda principale
Zoom 1
Zoom 2
6. Pratiche funzioni di analisi
Dopo la misurazione, si può effettuare l'analisi
nello stesso strumento, nel software di analisi
della forma d'onda Yokogawa Xviewer oppure
nel software di analisi di terzi. Qualunque
procedura si utilizzi, spesso è necessaria una
lettura rapida dei valori come ampiezza, valori
di picco o frequenza sullo stesso strumento. In
questo caso, ScopeCorder offre varie funzioni
di analisi pratiche, tra cui le misurazioni dei
parametri e le statistiche di ciclo:
Misurazioni dei parametri
I cursori orizzontali o verticali costituiscono un
metodo rapido e semplice per misurare i
parametri della forma d'onda sullo schermo.
ScopeCorder tuttavia offre un altro modo più
rapido per visualizzare automaticamente i
valori misurati dopo la misurazione. Questa
funzione è la cosiddetta misurazione
automatica del parametro della forma d'onda.
La funzione di misurazione del parametro è il
metodo più preciso per calcolare
automaticamente uno o tutti i 28 parametri
diversi di forma d'onda, come ampiezza, valori
da picco a picco, RMS, tempo di risalita,
frequenza e altro ancora.
Statistiche di ciclo
A volte, osservando una forma d'onda con vari
eventi o periodi, come un'onda sinusoidale, un
treno di impulsi o un segnale PWM, servono
calcoli statistici per controllare, ad esempio, il
periodo con l'ampiezza maggiore o con più
energia. ScopeCorder ha una potente funzione
statistica di ciclo che misura automaticamente
alcuni parametri uno ad uno per ogni ciclo di
forma d'onda e fornisce dati statistici che
possono essere facilmente salvati su file.
Selezionando i valori minimi o massimi dai
risultati, lo strumento può anche ingrandire
automaticamente il ciclo di forma d'onda
selezionato per un'ulteriore analisi, con un
potenziale risparmio di ulteriore tempo per
l'analisi dei dati.
7. Calcoli matematici in tempo reale e
filtri digitali
L'elemento che rende veramente eccezionale
ScopeCorder è la possibilità di accedere a una
delle funzioni di misurazioni in tempo reale.
ScopeCorder, che dispone di un'opzione
dedicata del processore del segnale digitale, è
in grado di eseguire calcoli matematici come
operatori aritmetici con coefficienti, numeri
interi e differenziali, nonché equazioni di ordine
superiore, su dati di misurazione acquisiti.
I risultati di questi calcoli vengono mostrati in
tempo reale durante l'acquisizione della forma
d'onda. Oltre agli operatori matematici, è
possibile selezionare filtri digitali per isolare o
eseguire il trigger sull'ampiezza di alcuni
componenti di frequenza.
Un'altra nuova opzione del processore di
segnali digitali permette all'utente di valutare la
tendenza di calcoli come potenza attiva, fattore
di potenza, potenza integrata e armonia ed è in
grado di calcolare e mostrare fino a 125 tipi di
parametri elettrici relativi alla potenza in tempo
reale. Ciò permette all'utente di visualizzare i
segnali della forma d'onda non elaborati, come
tensione e corrente, insieme ai parametri di
potenza calcolati, e consente di eseguire il
trigger su tutti. È possibile visualizzare le forme
d'onda di tendenza di visualizzazioni
armoniche, a vettori e a grafici a barre.
Esempio | Misurazione trifase
Segnali di tensione Uscita
convertitore trifase
Segnali di corrente Uscita
convertitore trifase
Calcoli di potenza Potenza effettiva e
tendenza in kWh
Analisi armonica Grafico a barre,
vettore o elenco
Trigger Trigger su tensione, corrente,
calcolo di potenza o contenuto
armonico
8. Subito pronto
A volte i dispositivi sviluppati in laboratorio
devono essere testati nella pratica fuori dal
laboratorio di sviluppo. ScopeCorder ha
l'aspetto e la portabilità di un recorder per
l'acquisizione dei dati, ma nasconde
funzionalità avanzate di misurazione e di
analisi che si trovano anche nella
apparecchiature di misurazione di laboratorio o
nei sistemi DAQ basati su PC. Il vantaggio
dello ScopeCorder è che può essere utilizzato
in modo immediato, senza bisogno di
programmazione per accedere a tutte le
funzioni di bordo. Inoltre, può essere portato
con facilità dall'ambiente di laboratorio a un
altro posto per la misurazione.
Offre un metodo molto più pratico rispetto, ad
esempio, a un sistema basato su PC che
richiede una lunga e complessa
programmazione per funzionare ed è associato
a costi di esercizio elevati. ScopeCorder
permette di salvare nella memoria interna le
impostazioni di misurazione più frequenti
oppure può essere caricato con facilità da una
chiavetta USB per avviare le misurazioni in un
posto comodo, senza indugi.
9. Supporta l'integrazione con sistemi di
test automatizzati
Al giorno d'oggi, i tecnici incorporano sempre
più spesso gli strumenti di misura in sistemi di
test integrati, per automatizzare i processi di
misurazione per controlli in tempi rapidi.
ScopeCorder è provvisto di interfacce
Ethernet, USB e GPIB, che consentono
l'interfacciamento e l'integrazione semplice in
un sistema di controllo automatizzato.
Inoltre, le opzioni software permettono di
utilizzare un software di terzi per controllare lo
ScopeCorder e trasferire i risultati di
misurazione. Seguono alcuni esempi:
Visual C++/Visual Basic
TMTCL è una libreria DLL (Dynamic Link
Library) che permette ai tecnici di sviluppare
con facilità programmi Microsoft Visual C++ e
Microsoft Visual Basic per la comunicazione
tra il PC e lo ScopeCorder.
MATLAB
Gli utenti di MATLAB possono utilizzare uno
strumento dedicato MATLAB per controllare gli
strumenti dall'interno di MATLAB o per
trasferire i dati dallo strumento a MATLAB.
LABVIEW
Utilizzando il driver LabVIEW scritto per lo
strumento, allo sviluppatore serve molto meno
tempo per far sì che il PC controlli lo strumento
dall'interno dell'ambiente LabVIEW.
10. La qualità innanzitutto
Per garantire continuità alla qualità e alle
prestazioni dei nuovi sviluppi, i risultati delle
misurazioni devono essere affidabili. Si può
avere continuità soltanto se lo strumento di
misurazione utilizzato è affidabile, preciso e di
qualità elevata. La “qualità innanzitutto” è parte
integrante della filosofia di sviluppo di
Yokogawa e per questo motivo l'affidabilità
dello ScopeCorder è coperta da 3 anni di
garanzia.
Yokogawa Test & Measurement è definita
anche "Precision Makers" e gli strumenti
che produce sono celebri per i loro elevati
livelli di precisione e perché continuano ad
offrire valore per molto più tempo degli altri
strumenti. Yokogawa ritiene che la
misurazione precisa ed efficace sia alla
base dell'innovazione proficua e punta su
ricerca e sviluppo per fornire gli strumenti
necessari a ricercatori e ingegneri per
superare problemi di ogni dimensione.
Avete qualche domanda sugli ScopeCorder?
Potete contattare [email protected]
o visitare la pagina Web
www.tmi.yokogawa.com/DL850E
Yokogawa Europe B.V.
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