Automatisation des mesures : Mise en œuvre d’un système GPIB

1.1 - Méthode manuelle
1.2 - Méthode automatique

Figure 3 - Structure spécialisée Figure 5 - Structure en étoile
1.3 - Gestion du transfert d’informations
1.4 - Structure de la voie omnibus
1.5 - Système de mesures automatique

2.1 - Définition

Figure 9 - Système GPIB
2.2 - Conditions d’utilisation
2.3 - Caractéristiques mécaniques
2.4 - Caractéristiques électriques

Figure 11 - Définition du connecteur Tableau 1
2.5 - Caractéristiques fonctionnelles

Tableau 2 Tableau 3 Tableau 4 Tableau 5 Tableau 6
2.6 - Révision de la norme

Tableau 7 Tableau 8 Tableau 9

3 - Mise en œuvre d’un système GPIB

Présentation

Auteur(s)

Daniel POULTON : Ingénieur de l’École supérieure d’électricité - Professeur à l’École supérieure d’électricité

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INTRODUCTION

La conception de systèmes de mesures automatiques n’est pas nouvelle. Le prix et la complexité des organes d’interconnexion ont cependant, jusqu’à une époque relativement récente, restreint ou même empêché la réalisation de tels systèmes. Le coût élevé de l’établissement d’interfaces était principalement lié à l’absence de normalisation. Chaque procédé mettait en jeu des interconnexions spéciales, tant au niveau mécanique (connecteurs par exemple) qu’au niveau électrique (niveaux des signaux) et fonctionnel (codage, format des messages, paramètres de synchronisation différents), ce qui impliquait de longs mois d’étude pour la réalisation d’un système de mesures.

Il était donc indispensable d’établir une normalisation pour permettre aux utilisateurs de disposer d’interfaces souples et d’un prix abordable. C’est pour répondre à ce besoin qu’a été publiée en avril 1975 la norme IEEE 488 « Interface numérique pour l’instrumentation programmable » ou système GPIB (« general purpose interface bus »). Cette norme impose les caractéristiques fonctionnelles indépendantes des appareils interconnectés que doit posséder le système interface, mais également les caractéristiques mécaniques (type du connecteur, affectation de chacun de ses contacts...) et les caractéristiques électriques (relations entre états logiques et états électriques, caractérisation des organes de commandes ou « drivers », des récepteurs et du câble d’interconnexion...) du système interface.

Sous la seule condition qu’ils soient compatibles avec elle, cette norme permet l’interconnexion directe d’appareils quelconques avec un seul câble normalisé dans un système de mesure automatique, ce qui explique que c’est aujourd’hui le système le plus utilisé dans l’industrie.

Après avoir envisagé les problèmes liés à la conception des systèmes de mesures automatiques, cet article présente les caractéristiques du système GPIB permettant au lecteur d’appréhender, de construire et d’utiliser les systèmes de mesures compatibles avec la norme IEEE 488.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-r926

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Conception d’un système de mesures automatique

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3. Mise en œuvre d’un système GPIB

La mise en œuvre d’un système GPIB nécessite bien sûr de disposer d’appareils de mesure ayant des interfaces compatibles avec la norme IEEE 488 et d’un ordinateur (typiquement compatible PC) dans lequel a été incluse une carte interface lui permettant en particulier de jouer le rôle de gestionnaire du système de mesures.

En complément de cette carte est fournie ou commercialisée une bibliothèque logicielle permettant à l’utilisateur d’élaborer les programmes de gestion du système de mesures. Cette bibliothèque comprend toujours au minimum les fonctions permettant d’effectuer les opérations de base suivantes :

initialisation du système interface (typiquement émission de IFC) ;
déclenchement d’un appareil (ex. : trigger(AdresseAppareil)) ;
lecture par l’ordinateur de données en provenance d’un appareil (ex. : input(AdresseAppareil, Format, Données)) ;
émission par l’ordinateur de données à destination d’un appareil (ex. : output(AdresseAppareil, Format, Données)) ;
émission d’une suite de commandes (ex. : write(TableauCommandes)) ;
émission d’une suite de commandes, suivie d’une lecture de données par l’ordinateur (ex. : read(TableauCommandes, Format, Données)) ;
émission par l’ordinateur d’une suite de commandes, suivie de données (ex. : write(TableauCommandes, Format, Données)).

Exemple

il s’agit de vérifier que la courbe de gain d’un filtre se trouve bien à l’intérieur d’un gabarit imposé (zone blanche de la figure 16).

Le système de mesures peut être constitué d’un synthétiseur de fréquence à amplitude et fréquence programmables, d’un voltmètre alternatif, d’un inverseur reliés à un ordinateur (figure 17).

L’organigramme du programme exécuté par le calculateur pour l’étude d’une zone est donné figure 18 ainsi que le listing de la fonction correspondante en langage C figure 19.

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