1    Présentation de la chaîne d’acquisition de données

La suite des phases de traitement des signaux dans une chaîne d’acquisition suit le synoptique de la Figure 1. La chaîne d’acquisition de données converti le signal analogique de sortie du capteur en signal numérique et après traitement du signal numérique délivre un signal analogique. 

Le filtre analogique limite la bande passante du capteur et évite ainsi la détérioration du rapport signal à bruit. L’étage d’échantillonnage et de maintien prélève un échantillon du signal et le maintien constant pendant la phase de conversion. La conversion analogique numérique (CAN) traduit le signal analogique maintenue constant en grandeur numérique quantifiée sur n bits. Après traitement numérique, le signal est converti en analogique par un convertisseur numérique analogique (CNA). Cette opération n’est pas obligatoire puisqu’il existe des actionneurs qui peuvent admettre un signal numérique. Le filtrage de sortie réduit les effets de modification du signal suite à la numérisation.

2    Exemple

Considérons à titre d’exemple la chaîne d’acquisition représenté à la Figure 2. Il s’agit du synoptique d’une injection électronique que l’on trouve sur les automobiles à essence. Dans ces systèmes, il s’agit de commander les injecteurs qui délivrent l’essence dans les cylindres et de commander l’allumage des bougies qui génèrent l’étincelle d’inflammation du mélange air essence. Les commandes des injecteurs et de l’étincelle doivent être faite pour que la combustion de l’essence soit optimale.

De nombreux capteurs permettent de consommer le moins d’essence, de générer le minimum de pollution en assurant un bon confort de conduite. Les capteurs sont de plusieurs types :

·    capteur de position des pistons dans les cylindres,
·    capteur de température,
·    capteur d’oxygène dans l’échappement pour connaître la pollution du moteur,
·    capteur de courant.

L’information délivrée par les capteurs est principalement analogique. La mesure des grandeurs est rendue difficile car le milieu est fortement parasité par le fonctionnement de l’allumage qui génère une très forte tension (> 10 kV). La partie électronique analogique qui traite le signal de sortie des capteurs et qui est souvent placé à proximité des capteurs porte le nom d’étage de conditionnement du signal. L’étage de conditionnement du signal des capteurs à un rôle très important. Il converti en tension la grandeur de sortie du capteur, adapte l’impédance pour le capteur et limite l’amplification en mode commun. Il doit être optimisée pour éliminer les bruits électromagnétiques.

Le signal analogique est converti en signal numérique à l’intérieur du module électronique de commande. Cette numérisation a pour but de conserver en mémoire certaines valeurs mais aussi de rendre plus facile les multiples opérations à réaliser sur le signal (amplification, dérivation, intégration). Ces opérations sont réalisé par des micro processeurs ou des DSP.