La numérisation des capteurs ou comment les connecteurs intelligents transforment la technologie des capteurs et de la mesure

Dans de nombreux domaines de l'automatisation, de l'industrie des processus ou dans les tâches de recherche et de développement, la technique de mesure est aujourd'hui confrontée à une augmentation des tâches de mesure variées et complexes. Il devient de plus en plus difficile d'interpréter et d'évaluer les quantités croissantes de données qui en résultent. De plus, les normes de qualité et le besoin de certification et d'étalonnage augmentent dans presque tous les domaines. Des facteurs tels que le coût et le temps viennent s'y ajouter. La technologie des capteurs analogiques se heurte ici à ses limites. Pour intégrer les valeurs de mesure nécessaires dans les systèmes de traitement des données, il est indispensable de numériser les valeurs de mesure à saisir. La conversion de valeurs analogiques, physiques, chimiques ou électriques en formats numériques commence de préférence dans la fiche de raccordement. Ainsi, l'ensemble de la chaîne de mesure conserve la plus grande flexibilité.

Une technique de mesure compacte pour toutes les applications

Dès le début des années 1990, et même avant, l'entreprise familiale AHLBORN a reconnu la valeur des possibilités de connexion flexibles grâce à la séparation de l'électronique entre l'appareil de mesure et la sonde. L'intégration d'une EEPROM/d'un module de mémoire dans le connecteur de raccordement et d'une reconnaissance programmée de la sonde a donné naissance au système breveté de connecteurs ALMEMO^®. Les possibilités de résoudre les problèmes de mesure se sont ainsi multipliées. La technique de mesure ALMEMO^® signifie aujourd'hui encore qu'un seul appareil de mesure ou un enregistreur de données convient pour la mesure de presque toutes les grandeurs physiques, électriques ou chimiques, seul le capteur doit être remplacé. Le capteur est automatiquement reconnu par l'appareil de mesure après avoir été branché, grâce à des connecteurs préconfigurés ou librement programmables. Après le remplacement des capteurs, aucun réglage n'est nécessaire sur l'appareil et la valeur mesurée s'affiche immédiatement. Cette technique est possible pour des tâches de mesure simples jusqu'à l'acquisition autonome de données de mesure avec une structure de mesure individuelle. Outre les tâches standard de métrologie, il est également possible de réaliser des solutions spéciales complexes et spécifiques aux clients.

L'intelligence se trouve dans la fiche de raccordement

Le développement de la fiche de raccordement intelligente a finalement conduit à des solutions numériques dans le domaine de la technique des capteurs et est déjà réalisé chez AHLBORN depuis près de 10 ans. Grâce à des microprocesseurs plus performants, il a été possible de créer des capteurs numériques totalement autonomes qui fonctionnent eux-mêmes comme des appareils de mesure. L'intelligence des capteurs numériques se trouve dans la fiche de raccordement. Outre la flexibilité supplémentaire d'un capteur numérique, le connecteur intelligent des types ALMEMO^® D7 et D6 permet également d'enregistrer des paramètres de capteur individuels tels que les linéarisations, la mise à l'échelle, l'amortissement, le calcul de la valeur moyenne, la fréquence de mesure ou des commentaires plus longs, entre autres pour une affectation claire des capteurs aux postes de mesure. La possibilité de numériser des capteurs de fabricants totalement différents via le connecteur intelligent et de les connecter aux systèmes de mesure ALMEMO^® est particulièrement intéressante.

Étalonnage, économique et rapide

La numérisation des capteurs permet de considérer séparément l'appareil de mesure et le capteur lors d'un premier étalonnage ou d'un réétalonnage traçable. Lors de l'étalonnage, il n'est plus nécessaire de tenir compte de l'appareil lui-même. Chaque capteur numérique équipé d'un connecteur ALMEMO^®
D7 ou D6 constitue une chaîne de mesure fermée et étalonnable. Cela signifie que les sondes peuvent être étalonnées indépendamment du système de mesure, ce qui permet d'économiser du temps et de l'argent, l'appareil de mesure ne représentant plus un facteur d'incertitude. Pour éviter d'éventuels arrêts de processus ou des frais d'installation élevés, seule une autre sonde est nécessaire en remplacement. En outre, plusieurs étalonnages peuvent être effectués simultanément sur différentes sondes d'un système, ce qui permet de réduire considérablement le temps d'étalonnage total. Dans le laboratoire d'étalonnage interne et accrédité de la société AHLBORN, l'écart de la sonde est déterminé à chaque point d'étalonnage pendant l'étalonnage des capteurs de température et de pression et, si le client le souhaite, il est enregistré comme valeur de correction dans la fiche de raccordement intelligente pour chaque point d'étalonnage. Les valeurs mesurées pour la sonde ainsi ajustée en plusieurs points sont alors inscrites dans le certificat d'étalonnage. Les écarts de la sonde indiqués sont proches de zéro. Les mesures effectuées dans l'intervalle étalonné peuvent alors être réalisées avec des incertitudes plus faibles.

Dépasser les limites dans les domaines d'application, de l'appareil individuel au système de mesure

La technologie numérique ALMEMO^® offre la possibilité de connecter aux enregistreurs de données ALMEMO^® des appareils de différents fabricants comme des balances, des centrifugeuses, des compteurs de particules ou justement de nombreux capteurs avec une interface analogique ou numérique et également d'autres protocoles de communication. Une fois l'adaptation effectuée, il suffit de brancher le connecteur dans l'appareil de mesure pour que toutes les données et tous les paramètres des capteurs soient automatiquement reconnus, immédiatement visualisés et enregistrés de manière centralisée ou décentralisée. Les appareils de mesure jusqu'à présent difficiles à mettre en œuvre deviennent des aides techniques de mesure quotidiennes très flexibles, sans travail de programmation, de changement de paramètres ou d'ajustement de logiciel.

Les avantages sont évidents

La transmission numérique des signaux permet d'utiliser n'importe quelle longueur de câble sur le capteur numérique. Les perturbations électromagnétiques sont exclues et les signaux de mesure peuvent être transmis sur de longues distances sans risque de perturbation. Le remplacement des capteurs numériques s'effectue sans perte des données d'étalonnage. Les capteurs numériques se caractérisent par une grande vitesse de mesure, une précision et une résolution élevées ainsi que par des valeurs de mesure stables.
La séparation d'une conversion électronique de signaux analogiques en signaux numériques du capteur et l'intégration de la technologie numérique dans la fiche de raccordement offrent une multitude d'avantages supplémentaires en matière de technique de mesure. Ainsi, un connecteur numérique ALMEMO^® D7 ou D6 offre de la place pour 10 canaux de mesure et de calcul. Les plages de représentation dans l'appareil de mesure peuvent être étendues à 200.000 digits en utilisant ces nouveaux connecteurs. La représentation des paramètres du capteur indépendamment de l'appareil et la configuration du capteur s'effectuent via le menu breveté du capteur. Grâce à la connexion désormais possible de capteurs tiers de tous les fabricants, la technique de mesure existante peut toujours être étendue à volonté.