ETTC'2003 - SEE
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Capteur Intelligent IEEE 1451.4 Principe Le standard IEEE1451.4 définit le concept du capteur intelligent 'Plug-and-Play' pour des capteurs purement analogiques tout en maintenant la compatibilité avec les chaînes d'acquisition ancienne génération. Concrètement, le capteur analogique est transformé en 'Smart Sensor' en lui associant une mémoire électronique TEDS (Transducer Electronique Data Sheet) . Cette mémoire de type EEPROM et de faible capacité 256 bits à 4K bits contient toutes les informations techniques concernant le capteur . Dans le cas des accéléromètres IEPE (Integreted Electronic PiezoElectric) la liaison électrique entre le capteur et l'acquisition est constituée d'un cable bifilaire torsadé blindé. L'alimentation du capteur se faisant par une source à courant constant de 4 mA . Figure 1: Capteur Plug and Play avec TEDS La liaison bifilaire entre le capteur et l'unité d'acquisition fonctionne en 'Mixed Mode' ce qui autorise soit le transfert numérique des données contenues dans la mémoire TEDS soit la propagation du signal analogique délivré par l'accéléromètre. Mode d'acquisition Le mode d'acquisition d'un capteur IEEE 1451.4 est contrôlé par la polarité de son courant d'alimentation . Le système d'acquisition doit posséder une interface capable de switcher le capteur du mode Analogique au mode Digital. Figure 2: Class 1 Two-Wire Interface for IEPE Sensors. En mode analogique l'alimentation de l'électronique du capteur est fournie par la source de courant 4 à 20 mA DC . En mode numérique la ligne est tirée à un potentiel de -5V à -7Volts maximum Mode analogique L'accéléromètre ou microphone type IEPE est alimenté par une source à courant constant de + 4mA qui vient polariser uniquement l'électronique analogique du capteur, la partie numérique du capteur TEDS n'étant pas alimentée . Dans ce mode le signal analogique dynamique provenant de l'élément sensible du capteur est superposée à la tension DC résultant de l'alimentation en courant du capteur. Mode Digital Lorsque le système d'acquisition switch en mode Digital, l'alimentation du capteur devient négative et uniquement la partie numérique du capteur EEPROM n'est activée . Le signal transmis sur la liaison bifilaire torsadé blindé entre le capteur et l'interface IEEE1451.4 du système d'acquisition est un signal numérique ayant un débit maximum de 16.3Kbits/s. Ce débit maximum étant obtenu avec une distance capteur système d'acquisition inférieur à 1 mètre. Pour des distances supérieures pouvant aller jusqu'à 100 m le débit est automatiquement réduit en fonction de la capacité du câble.
Transducer Electronic Data Sheet : La norme IEEE1451.4 définit par type de capteur une description 'Template' des différents champs contenus dans la mémoire TEDS de façon à garantir la fonction Plug-And-Play de capteurs provenants de sources différentes . Cette description faite par le Template est différente pour chaque famille de capteurs: - Accéléromètre, Microphone IEPE - pont de jauge, - potentiomètre, - sonde de température RTD, - Thermocouple - … Le template ou espace mémoire EEPROM est divisé en trois zones : Basic TEDS: La première zone contient les champs d'identification du capteur - Manufacturer ID - Model ID - Version Letter - Serial number Standard TEDS: La deuxième zone contient les informations métrologiques du capteur, elle est spécifique pour chaque type de capteur. La norme IEEE1451.4 définit précisément un Template par famille de capteurs mais laisse l'utilisateur libre d'inclure à l'intérieur de cette zone un sous-template propriétaire venant compléter ou se substituer aux informations du template standard. Principales informations contenues dans Standard TEDS pour un Accéléromètre IEPE - Date de calibration - Sensibilité réelle du capteur - Unité de mesure - Réponse en fréquence du capteur - Dérive de la sensibilité Vs Température - … User TEDS La troisième zone est laissée libre à l'utilisateur pour y inscrire diverses informations - Date de la prochaine calibration - Localisation du capteur - … Figure 3 : Template d'un accéléromètre IEPE Architecture chaîne accéléromètrie actuelle Description Sur les programmes antérieurs à l'A380 la technologie de la chaîne d'acquisition accélérométrie est entièrement analogique , la bande passante et le grand nombre de mesures sur un même avion de développement ne permettaient pas avec la technologie du moment de traiter ces mesures en numérique. La chaîne de mesure est constitué d'un accéléromètre de technologie Piezo-électrique associé à un module de conditionnement IEPE ou à un amplificateur de charge. Le rôle de l'étage de conditionnement est d'amplifier le signal délivré par l'accéléromètre pour normaliser sa dynamique à ±2 Volts crête de manière à exploiter la totalité de l'étendue d'entrée de l'enregistreur magnétique à bande. L'accéléromètre est systématiquement associé à un amplificateur assurant le conditionnement du capteur IEPE ainsi que la compensation de sa sensibilité . Le couple accéléromètre/ Amplificateur est de ce fait indissociable .
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Transducer Electronic Data Sheet :<br />
La norme IEEE1451.4 définit par type de capteur<br />
une description 'Template' des différents champs<br />
contenus dans la mémoire TEDS de façon à garantir<br />
la fonction Plug-And-Play de capteurs provenants<br />
de sources différentes .<br />
Cette description faite par le Template est différente<br />
pour chaque famille de capteurs:<br />
- Accéléromètre, Microphone IEPE<br />
- pont de jauge,<br />
- potentiomètre,<br />
- sonde de température RTD,<br />
- Thermocouple<br />
- …<br />
Le template ou espace mémoire EEPROM est<br />
divisé en trois zones :<br />
Basic TEDS:<br />
La première zone contient les champs<br />
d'identification du capteur<br />
- Manufacturer ID<br />
- Model ID<br />
- Version Letter<br />
- Serial number<br />
Standard TEDS:<br />
La deuxième zone contient les<br />
informations métrologiques du capteur, elle est<br />
spécifique pour chaque type de capteur.<br />
La norme IEEE1451.4 définit précisément un<br />
Template par famille de capteurs mais laisse<br />
l'utilisateur libre d'inclure à l'intérieur de cette zone<br />
un sous-template propriétaire venant compléter ou<br />
se substituer aux informations du template standard.<br />
Principales informations contenues dans Standard<br />
TEDS pour un Accéléromètre IEPE<br />
- Date de calibration<br />
- Sensibilité réelle du capteur<br />
- Unité de mesure<br />
- Réponse en fréquence du capteur<br />
- Dérive de la sensibilité Vs Température<br />
- …<br />
User TEDS<br />
La troisième zone est laissée libre à<br />
l'utilisateur pour y inscrire diverses informations<br />
- Date de la prochaine calibration<br />
- Localisation du capteur<br />
- …<br />
Figure 3 : Template d'un accéléromètre IEPE<br />
Architecture chaîne<br />
accéléromètrie actuelle<br />
Description<br />
Sur les programmes antérieurs à l'A380 la<br />
technologie de la chaîne d'acquisition<br />
accélérométrie est entièrement analogique , la<br />
bande passante et le grand nombre de mesures sur<br />
un même avion de développement ne permettaient<br />
pas avec la technologie du moment de traiter ces<br />
mesures en numérique.<br />
La chaîne de mesure est constitué d'un<br />
accéléromètre de technologie Piezo-électrique<br />
associé à un module de conditionnement IEPE ou à<br />
un amplificateur de charge.<br />
Le rôle de l'étage de conditionnement est<br />
d'amplifier le signal délivré par l'accéléromètre pour<br />
normaliser sa dynamique à ±2 Volts crête de<br />
manière à exploiter la totalité de l'étendue d'entrée<br />
de l'enregistreur magnétique à bande.<br />
L'accéléromètre est systématiquement associé à un<br />
amplificateur assurant le conditionnement du<br />
capteur IEPE ainsi que la compensation de sa<br />
sensibilité . Le couple accéléromètre/ Amplificateur<br />
est de ce fait indissociable .
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