Les microprocesseurs en instrumentation

1. Généralités sur l'utilisation des microprocesseurs dans le domaine des mesures

1.1 Rôles du microprocesseur dans l'instrumentation conventionnelle

1.1.1 Traitement de la mesure

1.1.2 Organisation des mesures

1.1.3 Utilisation des moyens de mémorisation

1.2 Interface entre le module de mesure et le système d'acquisition des données

1.2.1 Liaisons informatisées

1.2.2 Microprocesseur associé aux capteurs

1.3 Du microprocesseur à l'instrumentation personnelle

2. Réalisation de systèmes d'instrumentation associés au microprocesseur

2.1 Objectif

2.2 Système microprocesseur standard

2.3 Étude de cas 1 : conception d'un appareil de mesure de résistance et de capacité

2.3.1 Analyse de l'appareil

2.3.2 Définition et affectation des variables

2.3.3 Réalisation du matériel

2.3.4 Réalisation du logiciel

2.3.5 Fonctionnement du capacimètre

2.3.6 Fonctions effectuées par le microprocesseur

2.3.7 Pont de mesure automatique d'impédances

2.4 Étude de cas 2 : conception d'un appareil de mesure de l'humidité et de la température de l'air

2.4.1 Analyse de l'appareil à réaliser

2.4.2 Première approche : utilisation des abaques de Lambrecht

2.4.3 Deuxième approche : méthode analytique

2.4.4 Choix du microprocesseur

2.5 Capteurs intelligents

2.5.1 État actuel des capteurs intelligents

2.5.2 Perspectives d'avenir

2.5.3 Architecture possible du capteur intelligent

Références bibliographiques

La mesure, qui a permis l’affinement des connaissances scientifiques, n’est plus un outil réservé au domaine de la recherche. Elle a envahi le domaine industriel. Elle joue un rôle actif dans la production. Elle permet, entre autres, le contrôle de la qualité et de l’exactitude d’une production, la surveillance du bon fonctionnement d’un processus, l’analyse des divers paramètres d’un ensemble industriel en vue d’optimiser son fonctionnement, la commande des opérations en vue d’obtenir une régulation, une optimisation ou un accroissement de sécurité du fonctionnement d’un système. Elle conditionne le développement de la robotique et de la productique. Son évolution est caractérisée par le nombre toujours croissant de paramètres à acquérir et par une exigence de plus en plus sévère de qualité.

Les progrès de l’électronique et de l’informatique ont contribué considérablement à cette évolution. Bien que ces progrès continuent dans les techniques de mesures analogiques, c’est surtout le domaine numérique qui a connu depuis la dernière décennie une croissance rapide. Cette croissance a permis la réduction des prix et des dimensions des composants d’électronique numérique, tout en permettant la conception de circuits de plus en plus complexes. C’est ainsi que l’on est passé des ordinateurs aux miniordinateurs, dont l’architecture peut être conçue de manière à optimiser les traitements numériques. Des organes périphériques spécialisés, de complexité croissante, se développent pour augmenter la vitesse tout en maintenant un coût économiquement admissible. Le développement des microprocesseurs a permis la miniaturisation tout en gardant l’avantage de la souplesse. Parallèlement, des circuits intégrés spécialisés ont été développés, destinés à s’associer au microprocesseur pour permettre la réalisation des systèmes de mesures et de traitements numériques complexes pouvant travailler en temps réel. Rapidement, l’instrumentation numérique à base de microprocesseur a pu marquer sa nette supériorité par rapport à l’instrumentation analogique.

Ses avantages ne se limitent plus à son insensibilité aux bruits et aux dérives (parce que les informations traitées sont binaires), à sa facilité de transmission, à son bon isolement galvanique, à sa facilité de traitement numérique, et à son intelligence de la programmation, mais se manifestent également par sa faculté de conduire une organisation de plus en plus rationnelle et systématique des innombrables mesures que nécessitent aujourd’hui les domaines industriels.

Grâce aux progrès mentionnés précédemment, l’instrumentation numérique à base de microprocesseurs est devenue, de nos jours, une technique à part entière dont l’importance ne fait que croître.

Organisation générale de l'article

Le présent article est composé de deux paragraphes principaux.

L’article qui suit, Acquisition et traitement des signaux à l'aide de microprocesseurs [R 525], comporte les paragraphes suivants :