Contrôle d'instruments modulaires et autonomes avec NI LabVIEW SignalExpress
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Introduction
LabVIEW SignalExpress de National Instruments est un logiciel interactif et sans programmation pour l'acquisition, l'analyse et la présentation de données provenant de plus de 400 instruments modulaires et autonomes. Grâce à cette note d'application, découvrez comment configurer rapidement votre instrumentation et procéder ensuite en direct au traitement du signal, à l'analyse et au stockage des données à l'aide de LabVIEW SignalExpress.
Table des matières
Qu'est-ce que LabVIEW SignalExpress ?
LabVIEW SignalExpress est un logiciel de mesure entièrement interactif et de type configuratif de National Instruments. Avec l'environnement intuitif de type "glisser-déposer", l'utilisateur peut rapidement acquérir, analyser et présenter des données de signaux mixtes issues de différents instruments modulaires et autonomes. De plus, cet outil permet de facilement contrôler tous les paramètres des instruments et les configurations des mesures sans avoir à maîtriser les spécificités de chaque instrument.
Pourquoi utiliser LabVIEW SignalExpress ?
Le processus de configuration des instruments, qui consiste à tourner des boutons, est souvent une tâche manuelle fastidieuse. Une fois les données acquises, l'utilisateur doit fréquemment les transférer sur le PC, en utilisant un support amovible (clef USB, par exemple) pour une analyse complémentaire. Comme l'analyse des données est généralement distincte de l'acquisition, les erreurs de mesure et de conception sont détectées tardivement, ce qui nécessite de reprendre les mesures.
La programmation logicielle habituellement requise pour l'instrumentation virtuelle dans les applications de mesure et de test automatisé peut ne pas être la solution idéale si l'utilisateur doit constamment modifier les tâches de mesure et obtenir rapidement les relevés des mesures. En utilisant un logiciel interactif sans programmation tel que LabVIEW SignalExpress, il est possible de profiter des avantages d'un instrument "toujours actif" tout en conservant la puissance et la souplesse d'une solution logicielle d'instrumentation virtuelle. Par exemple, à partir d'une interface logicielle unique, il est désormais possible de communiquer et de contrôler les instruments, qu'ils soient autonomes ou sur PC. L'utilisateur peut rapidement automatiser des mesures complexes telles que des balayages de fréquence et des tests de limite pour gagner des heures de travail en laboratoire. En outre, l'analyse en direct permet de visualiser rapidement les résultats importants et de réduire la probabilité d'avoir à reprendre les mesures. La possibilité d'enregistrer les tâches de mesure facilite également la reconstitution des mesures et la conversion des mêmes tâches en code graphique LabVIEW pour une automatisation supplémentaire et une analyse approfondie. En améliorant la productivité des instruments de laboratoire, LabVIEW SignalExpress améliore la précision des mesures et réduit le temps passé au laboratoire.
Contrôle d'instruments
Utilisation d'instruments autonomes
Avec LabVIEW SignalExpress, il est possible de connecter et de contrôler plus de 300 instruments autonomes différents, provenant de nombreux fournisseurs. Parmi les types d'instruments supportés, citons les multimètres numériques, les oscilloscopes, les générateurs de fonctions standards, les générateurs de fonctions arbitraires et les alimentations. Le Tableau n°1 recense certains de ces instruments. Pour une liste plus complète des instruments autonomes supportés, reportez-vous à la section des liens complémentaires.
Tableau n°1. Version abrégée de la liste des instruments autonomes supportés par LabVIEW SignalExpress
Téléchargement et installation de drivers d'instruments autonomes
La première étape pour la connexion et le contrôle d'instruments dans LabVIEW SignalExpress consiste à télécharger et à installer son driver IVI-C. Ces drivers d'instruments standards fournissent des performances et une interchangeabilité avancées. Grâce à cette dernière caractéristique, LabVIEW SignalExpress est à même d'offrir une interface homogène capable de contrôler chaque type d'instrument.
Vous pouvez télécharger GRATUITEMENT tous les drivers depuis le réseau Instrument Driver Network à l'adresse ni.com/idnet. Pour trouver votre driver sur le réseau, sélectionnez IVI dans la catégorie de technologie (voir Figure n°1) et recherchez votre modèle d'instrument spécifique. Depuis la page des drivers d'instruments, sélectionnez le driver correspondant à la dernière version de LabVIEW avant de commencer le téléchargement. Une fois le driver téléchargé, exécutez le fichier .exe afin de l'installer.
Figure n°1. Sélectionnez IVI pour visualiser tous les drivers IVI disponibles sur le réseau Instrument Driver Network.
Installation de drivers d'instruments modulaires de NI
Les instruments modulaires de NI installent automatiquement les drivers de LabVIEW SignalExpress lorsque l'utilisateur installe leurs drivers de matériel. Visitez Drivers et mises à jour afin de télécharger les drivers les plus récents adaptés à vos matériels d'instrumention modulaire.
Parmi les instruments modulaires de NI qui fonctionnent avec LabVIEW SignalExpress, citons :
- les numériseurs haute vitesse
- les sources de signaux
- les E/S numériques haute vitesse
- les multimètres numériques
- les matrices de commutation
Acquisition et génération
Une fois les drivers installés et les instruments connectés au PC, l'utilisateur est prêt à commencer les mesures dans LabVIEW SignalExpress. Pour démarrer une mesure, il suffit de cliquer sur le bouton Ajouter une étape, puis de sélectionner l'étape qui correspond soit à l'acquisition, soit à la génération, à partir de l'instrument.
Tout au long de cette note d'application, apprenez à connecter et à contrôler un oscilloscope. Le processus de configuration des autres types d'instruments est très proche. Reportez-vous à l'Aide LabVIEW SignalExpress pour obtenir de plus amples informations sur le contrôle de votre type d'instrument spécifique.
Pour commencer une mesure depuis votre oscilloscope, il suffit de sélectionner l'étape Oscilloscope IVI - Acquérir dans le menu Acquérir des signaux -> IVI - Acquérir. La Figure n°2 illustre ce processus.
Figure n°2. Ajout d'une étape Oscilloscope IVI - Acquérir pour commencer à acquérir des données depuis un oscilloscopeLorsque l'utilisateur clique sur l'étape spécifique IVI - Acquérir, la fenêtre de configuration de cette étape s'ouvre et permet de spécifier et de configurer l'instrument et les voies à partir desquels il souhaite acquérir les données de mesure. Pour commencer, il faut créer une connexion à l'instrument avec une nouvelle session IVI. Pour cela, il suffit de cliquer sur la liste déroulante "Nom de session IVI" et de sélectionner "Créer un nouvel objet". Dans la boîte de dialogue ci-dessous (voir Figure n°3), l'utilisateur doit sélectionner son instrument dans le menu déroulant Descripteur de ressource et le driver d'instrument dans le menu déroulant Driver d'instrument. Cliquez sur le bouton OK pour finaliser la création de la session.
Figure n°3. Création d'une nouvelle session IVI
Pour commencer l'acquisition depuis l'instrument, il suffit de cliquer sur le bouton Exécuter situé sur la barre d'outils de LabVIEW SignalExpress. LabVIEW SignalExpress se connecte immédiatement à l'instrument et commence à afficher les données acquises, en direct, sur l'écran. Pour configurer l'instrument, il suffit de modifier l'un des paramètres de la fenêtre de configuration de l'étape. À chaque modification effectuée, LabVIEW SignalExpress reconfigure immédiatement l'instrument en conséquence.
Figure n°4. Acquisition de données de mesure à partir d'un oscilloscope de laboratoire
Relevé de mesures
Les mesures se limitent rarement à l'acquisition du signal. Elles nécessitent souvent un traitement et une analyse complémentaires et il faut généralement les enregistrer afin de pouvoir les consulter ultérieurement. Dans la section suivante, découvrez comment utiliser le logiciel LabVIEW SignalExpress pour visualiser, traiter, analyser, enregistrer et documenter vos mesures.
Affichage de données et génération de rapports
En plus de l'affichage des mesures à chaque étape, LabVIEW SignalExpress propose un affichage interactif des données qui permet de visualiser toutes les données acquises et analysées. Pour visualiser un signal dans l'affichage des données, il suffit de cliquer sur l'onglet Affichage des données, puis de glisser-déposer les données désirées de l'étape sur la gauche vers l'affichage des données sur la droite. L'utilisateur peut personnaliser les graphes en effectuant sur eux un clic droit et en modifiant les propriétés telles que les styles de tracé, les couleurs et les étiquettes des axes. Les graphes offrent également des capacités de zoom et permettent d'ajouter des curseurs interactifs.
Figure n°5. Affichage de données dans LabVIEW SignalExpress
Outre l'affichage des données, LabVIEW SignalExpress offre un affichage de la documentation pour la création de rapports personnalisés. L'utilisateur peut créer des rapports par un glisser-déposer des données de mesure sur la feuille vierge et en ajoutant du texte. Vous pouvez imprimer des rapports personnalisés ou les enregistrer sous forme de fichiers HTML afin de les consulter dans n'importe quel navigateur Web.
Figure n°6. Création de rapports interactifs dans LabVIEW SignalExpress
Analyse et traitement du signal
Les capacités optimisées de traitement, d'analyse et de test de LabVIEW SignalExpress permettent de procéder à des analyses en direct et hors ligne. Parmi les fonctions, citons :
- la fonction de traitement – l'alignement, le filtrage et le moyennage du signal
- les fonctions mathématiques – capacité à effectuer des traitements mathématiques de types waveform et scalaire avec des formules personnalisées
- la fonction du domaine temporel – analyses telles que la mesure d'amplitude, les statistiques, la synchronisation et les histogrammes
- la fonction du domaine fréquentiel – mesures de puissance, de réponse fréquentielle, de ton et de distorsion
- les fonctions d'opérations de test – capacité à effectuer des opérations de balayage et de test de limite pour l'automatisation des mesures.
Pour ajouter l'analyse aux projets de mesure, il suffit de sélectionner l'étape de traitement ou d'analyse appropriée dans le menu Ajouter une étape. Une fois sélectionnée, l'étape se charge immédiatement et l'analyse des données acquises débute.
Figure n°7. Configuration de l'étape Spectre de puissance
Exportation et enregistrement de données
Outre toutes les capacités d'analyse et de traitement intégrées, LabVIEW SignalExpress offre différentes façons d'enregistrer des mesures destinées à être utilisées dans des applications tierces. Le moyen le plus simple d'enregistrer les données consiste à cliquer sur le bouton Enregistrer dans la barre d'outils de LabVIEW SignalExpress. LabVIEW SignalExpress commence l'enregistrement des mesures sur disque à l'aide du format de fichier optimisé TDMS (technical data management streaming). Les fichiers TDMS peuvent s'ouvrir dans tous les produits logiciels de National Instruments, ainsi que dans Excel de Microsoft. Il est également possible de convertir les fichiers TDMS en fichiers textuels ASCII afin de les utiliser dans la plupart des applications tierces.
En plus du streaming des mesures sur disque, il est possible d'exporter les données dans Excel de Microsoft en effectuant un clic droit sur n'importe quel graphe et en sélectionnant Exporter vers Microsoft Excel. Il est également possible de glisser-déposer simplement les données dans la plupart des applications tierces, y compris les applications de courrier électronique.
Figure n°8. Glisser-déposer des données depuis LabVIEW SignalExpress vers des applications tierces
Enregistrement de projets
L'utilisateur peut aisément retrouver d'anciennes configurations de mesures en enregistrant ses projets LabVIEW SignalExpress. Il n'est plus nécessaire de documenter manuellement les paramètres des instruments ou d'enregistrer les configurations pour chaque instrument. Les projets LabVIEW SignalExpress gardent en mémoire non seulement les configurations des instruments, mais aussi les analyses et la documentation, ce qui permet de recréer rapidement les mesures.
Conclusion
LabVIEW SignalExpress est un logiciel interactif et sans programmation pour l'acquisition, l'analyse et la présentation des données provenant de plus de 400 instruments. Il permet de connecter et de contrôler l'ensemble des instruments de laboratoire et d'accroître la productivité des mesures.
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Législation
Ce tutorial a été développé par National Instruments. Bien qu'un support technique puisse être fourni pour ce tutorial, il n'a pas été complètement testé ni vérifié, et NI ne garantit pas sa qualité, ni qu'il continuera à être supporté pour les nouvelles versions des produits et drivers qui y sont rattachés. CE TUTORIAL EST FOURNI "EN L'ÉTAT" SANS GARANTIE D'AUCUNE SORTE, ET EST SUJET À CERTAINES RESTRICTIONS COMME PLUS SPÉCIFIQUEMENT DÉTERMINÉES DANS LES CONDITIONS D'UTILISATION DE NI.COM (http://ni.com/legal/termsofuse/unitedstates/us/).