Brevet FR2908507A1 — publié le 20080516

Titre de l'invention Post-synchronisation de données de mesure enregistrées au moyen de différents appareils de mesure. Arrière-plan de l'invention L'invention concerne le domaine des mesures et, plus particulièrement, la post-synchronisation de données de mesure obtenues par échantillonnage de signaux de mesure appliqués à plusieurs appareils de mesure distincts. Dans le cadre de l'exploitation normale ou de l'essai d'une installation, d'un dispositif ou d'un circuit, il est courant de surveiller ou contrôler son fonctionnement par mesure concomitante de plusieurs grandeurs au moyen d'une pluralité d'appareils de mesure distincts. Des signaux de mesure analogiques ou numériques recueillis au moyen par exemple de capteurs ou de connexions à des points de mesure sont appliqués aux appareils de mesure et transformés par échantillonnage en données de mesure qui sont enregistrées, chaque appareil de mesure ayant sa propre base de temps générant des signaux d'horloge pour l'échantillonnage. Il est utile de rapprocher les données de mesure enregistrées au moyen des différents appareils de mesure afin de contrôler le fonctionnement de l'installation, dispositif ou circuit sous mesure. A cet effet, une synchronisation des données est souhaitable. Il est courant de commander le démarrage simultané des appareils de mesure par envoi d'un top logique commun. Toutefois, cela ne permet pas de compenser des différences entre les temps de réaction des appareils de mesure. Une telle compensation est possible de façon connue par application simultanée d'un signal logique aux appareils de mesure et enregistrement de ce signal. Par détection d'un décalage entre les débuts d'enregistrement du signal logique par les différents appareils de mesure, il est possible de réaliser une post-synchronisation des données enregistrées par réalignement de celles-ci en fonction des décalages détectés. Ces processus ne permettent toutefois pas de garantir une 35 synchronisation exacte des données enregistrées car ils ne tiennent pas 2908507 2 compte d'éventuelles dérives ou désynchronisations des horloges définissant les bases de temps des différents appareils. Objet et résumé de l'invention 5 L'invention a pour but de proposer un procédé permettant de post-synchroniser des données de mesure enregistrées obtenues par échantillonnage de signaux de mesure reçus par différents appareils de mesure, sans présenter les insuffisances des processus connus. Ce but est atteint avec un procédé selon lequel : 10 - on applique un signal de synchronisation aléatoire de durée limitée simultanément sur des entrées analogiques des appareils de mesure, - on mesure les intervalles entre le début et la fin d'enregistrements du signal de synchronisation obtenus au moyen des 15 appareils de mesure, et - lorsqu'un écart est détecté entre les intervalles mesurés, on détermine un facteur de correction de base de temps à appliquer aux données de mesure enregistrées au moyen d'au moins un des appareils de mesure pour amener les données de mesure enregistrées au moyen des 20 différents appareils dans une même base de temps et compenser ainsi d'éventuels écarts de bases de temps entre les appareils de mesure. De préférence, le signal de synchronisation est appliqué pendant une partie au moins de la réception des signaux de mesure par les différents appareils de mesure. 25 Selon une particularité du procédé, la base de temps de l'un des appareils de mesure est prise comme référence et, pour le ou chaque autre appareil de mesure, on détermine le facteur de correction à appliquer aux données enregistrées au moyen de cet autre appareil pour ramener ces données dans la base de temps de référence. 30 De préférence, en outre : - on détecte les débuts des enregistrements du signal de synchronisation au moyen des appareils de mesure, et - lorsqu'un décalage est détecté entre les débuts des enregistrements du signal de synchronisation, on réaligne les données 35 enregistrées au moyen des appareils de mesure en fonction du décalage 2908507 3 détecté afin de compenser un écart de temps de réaction entre les appareils de mesure. Avantageusement, le signal de synchronisation utilisé est sous forme d'un signal aléatoire analogique apériodique. 5 Brève description des dessins L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description faite ci-après, à titre indicatif mais non limitatif, en référence aux dessins annexés sur lesquels : 10 - la figure 1 est une vue très schématique d'un exemple d'une installation de mesure dans laquelle le procédé selon l'invention est mis en oeuvre ; - la figure 2 montre des exemples de données enregistrées au moyen de deux appareils de mesure représentant un même signal de 15 synchronisation et deux mêmes signaux de mesure appliqués aux deux appareils ; - les figures 3A et 3B montrent, à l'échelle agrandie, le déphasage entre les débuts d'enregistrement du signal de synchronisation et les enregistrements de ce signal après suppression du déphasage ; 20 - la figure 4 montre, à échelle agrandie et de façon superposée, les données de mesure enregistrées au moyen des deux appareils de mesure après suppression du déphasage ; - la figure 5 est une vue de détail de la figure 4 montrant l'effet d'une différence de temps de réponse entre les deux appareils ; 25 - la figure 6 représente schématiquement une dérive dans le temps de la synchronisation entre les enregistrements par deux appareils de mesure d'un même signal de synchronisation en raison d'une dérive entre horloges des bases de temps des appareils de mesure ; et - la figure 7 est un ordinogramme simplifié montrant des étapes 30 successives d'une mise en oeuvre automatisée d'un procédé selon l'invention. Description détaillée de modes de réalisation Sur la figure 1, la référence 10 désigne un système (installation, dispositif ou circuit) sur lequel des mesures sont effectuées au moyen de plusieurs appareils de mesure 12, 14, 16, ... Les appareils de mesure 2908507 4 peuvent être de même type ou de types différents selon la nature et l'amplitude des signaux reçus produits par des capteurs ou prélevés en des points de mesure au niveau du système 10 pendant son fonctionnement, au cours de son exploitation normale ou lors d'essais. 5 Un circuit 18 générateur de signal de synchronisation permet de produire un signal aléatoire de durée déterminée, de préférence un signal analogique apériodique ayant un début et une fin entre lesquels l'amplitude du signal ne retombe pas à zéro comme expliqué plus loin. On pourra utiliser pour le circuit 18 un générateur de bruit blanc ou tout autre 10 type connu de générateur de signal aléatoire analogique. Le circuit 18 est relié en parallèle à des entrées analogiques des appareils de mesure 12, 14, 16, . pour y appliquer simultanément le signal de synchronisation, les appareils de mesure étant classiquement des appareils à plusieurs voies d'entrée pouvant recevoir en même temps 15 le signal de synchronisation et un ou plusieurs signaux de mesure. Dans chaque appareil de mesure, les signaux de mesure et de synchronisation sont échantillonnés à une fréquence d'horloge déterminée par une base de temps propre à l'appareil de mesure, pour fournir des données de mesure qui sont numérisées. 20 Le fonctionnement des appareils de mesure 12, 14, 16, ... et des circuits 18 de génération de signal de synchronisation est commandé par un circuit de commande et de traitement 20. Le circuit 20 comprend une unité centrale par exemple à microprocesseur et des moyens de mémorisation pour effectuer des traitements sur les données de mesure et 25 de synchronisation obtenues par échantillonnage des signaux de mesure et de synchronisation. Les données obtenues au moyen des appareils de mesure sont enregistrées dans les appareils de mesure et lus par le circuit 20, ou sont directement enregistrés dans le circuit 20 en vue de leur traitement et de leur affichage éventuel sur un écran de visualisation 22. 30 Le circuit 20 déclenche le fonctionnement des appareils de mesure 12, 14, 16, ... et du circuit 18 par application de signaux de commande respectifs. Un même top de démarrage pourra être appliqué simultanément aux appareils de mesure. La génération du signal de synchronisation peut être commandée en même temps que le 35 déclenchement des appareils de mesure ou peut être retardée par rapport à ce déclenchement. De préférence, le signal de synchronisation est 2908507 5 appliqué aux appareils de mesure pendant au moins une partie de la réception des signaux de mesure pour couvrir au moins une partie utile de ces signaux. A titre d'illustration, un même signal de synchronisation S, un 5 même premier signal de mesure A et un même second signal de mesure B ont été appliqués en parallèle sur trois voies d'entrée de deux appareils de mesure différents. Les appareils de mesure ont été déclenchés simultanément pour l'acquisition des signaux de mesure A et B tandis que le signal de synchronisation S a été appliqué avec un retard par rapport au 10 déclenchement des mesures, la durée du signal de synchronisation couvrant une partie des signaux de mesure. Sur la figure 2, S1 et S2 représentent l'affichage des enregistrements du signal de synchronisation S, tels qu'obtenus par le premier et le deuxième appareil de mesure. De façon similaire Al et A2 15 (respectivement B1 et B2) représentent les données de mesure enregistrées correspondant au signal de mesure A (respectivement B) telles qu'obtenues par le premier (respectivement le deuxième) appareil de mesure. On remarque sur la figure 2 que les durées d'enregistrement des signaux des deux appareils de mesure sont différentes, les signaux 20 S1, Al et B1 étant enregistrés sur une durée plus longue que les signaux S2, A2 et B2, ce qui n'affecte pas le traitement de post-synchronisation exposé plus loin. Le décalage A entre les débuts des enregistrements S1, S2, visible sur la figure 2, est montré à l'échelle plus agrandie sur la figure 3A. 25 On constate que l'appareil de mesure par lequel les données S1 sont obtenues a un temps de réaction supérieur à celui de l'autre appareil de mesure. La synchronisation des données enregistrées consiste à mesurer le décalage A en vue de le supprimer par recalage des données enregistrées comme illustré sur la figure 3B pour les données S1, S2. 30 La figure 4 montre les données Al et A2 ainsi resynchronisées et superposées, de même que les données B1 et B2. Comme cela est encore plus visible sur le détail de la figure 5, une différence d entre les temps de réponse des appareils de mesure aux variations des signaux de mesure peut être mise en évidence, l'appareil de mesure par lequel les 35 données A2 et B2 sont obtenues ayant un temps de réponse plus élevé que celui de l'autre appareil de mesure. 2908507 6 La resynchronisation des données de mesure obtenues à partir d'un même signal de mesure permet donc une mise en évidence de possibles différences de temps de réponse entre appareils de mesure. Sur la figure 3B, on devine une dérive de la synchronisation 5 entre les enregistrements S1 et S2, ceux-ci étant progressivement de plus en plus désalignés. Cela est illustré schématiquement sur la figure 6 où l'on a représenté de façon exagérée un décalage 8 entre points caractéristiques des enregistrements S1 et S2, ce décalage allant en croissant depuis les débuts synchronisés des enregistrements S1 et S2 10 jusqu'à leurs fins désynchronisées. Dans cet exemple, la longueur ou intervalle T1 entre début et fin de l'enregistrement S1 est inférieure à la longueur ou intervalle T2 entre début et fin de l'enregistrement S2, traduisant une dérive ou désynchronisation entre les horloges des bases de temps t1, t2 des deux appareils de mesure. 15 Une compensation de cette dérive sur les données de mesure est réalisée conformément à l'invention en calculant un facteur de correction de base de temps propre à ramener les données de mesure dans une même base de temps en leur appliquant le facteur de correction. On peut choisir l'un des enregistrements S1 et S2 comme 20 référence, par exemple l'enregistrement S1 obtenu au moyen du premier appareil de mesure. Le facteur f de correction de base de temps est alors tel que f = T1/T2. Le facteur f est appliqué aux données de mesure obtenues au moyen du deuxième appareil de mesure pour les ramener dans la même base de temps que celle des données de mesure obtenues 25 au moyen du premier appareil de mesure. Le calcul du facteur de correction étant effectué à partir de la mesure des intervalles entre début et fin des enregistrements du signal de synchronisation, une resynchronisation préalable pour réaligner les débuts des enregistrements n'est pas nécessaire pour ce calcul. 30 Le procédé selon l'invention est remarquable en ce qu'il permet de s'affranchir de dérives entre horloges des bases de temps des différents appareils de mesure. Associé avantageusement avec une resynchronisation des données de mesure pour s'affranchir des écarts entre temps de réaction des appareils de mesure, le procédé permet une 35 post-synchronisation de données enregistrées autorisant une exploitation précise de celles-ci. 2908507 7 Le processus de synchronisation et de correction de base de temps est avantageusement réalisé de façon automatisée par traitement par programme des données d'enregistrement du signal de synchronisation et des données de mesure au moyen du circuit de 5 commande et de traitement 20 de l'installation de mesure de la figure 1. On utilise par exemple l'enregistrement S1 du signal de synchronisation obtenu par un premier appareil de mesure comme référence. La figure 7 indique les étapes successives de post-synchronisation de données de mesure enregistrées au moyen d'un 10 deuxième appareil de mesure à partir de l'analyse des enregistrements S1 et S2 du signal de synchronisation appliqué en parallèle aux deux appareils de mesure. Une première étape 100 consiste à rechercher et mémoriser le temps tid de début de l'enregistrement S1. On peut à cet effet explorer 15 l'enregistrement S1 dans le sens des temps croissants et rechercher le temps correspondant au premier échantillon de S1 détecté supérieur à 0. Dans une deuxième étape 102, on procède de même pour recherche et mémoriser le temps t2d de début de l'enregistrement S2 du signal de synchronisation obtenu au moyen du deuxième appareil de mesure. 20 Le décalage A = t~d û t2d est calculé et mémorisé (étape 104) puis les données de mesure enregistrées sont resynchronisées par application du décalage A aux données de mesure obtenues au moyen du deuxième appareil de mesure (étape 106). Ensuite, à l'étape 108, le temps tif de fin de l'enregistrement S1 25 est recherché. On peut à cet effet explorer l'enregistrement S1 dans le sens des temps décroissants et rechercher le temps correspondant au premier échantillon de S1 détecté supérieur à 0. A l'étape suivante 110, on procède de même pour rechercher le temps t2f de fin de l'enregistrement S2. 30 Le facteur de correction de base de temps f = Ti/T2 est calculé à l'étape 112 avec Ti = tif û tic' et T2 = t2f û t2d, puis le facteur de correction f est appliqué aux données de mesure enregistrées au moyen du deuxième appareil de mesure afin de les recaler dans la même base de temps que celle des données de mesure enregistrées au moyen du 35 premier appareil de mesure (étape 114). 2908507 8 Une post-synchronisation complète des données de mesure est ainsi réalisée de façon automatique à partir des fichiers enregistrés de ces données. Lorsque le nombre d'appareils de mesure est supérieur à deux, 5 on procède pour le troisième appareil, et chaque appareil supplémentaire éventuel, comme pour le deuxième appareil par rapport au premier. Comme déjà indiqué, l'application du facteur de correction de base de temps ne nécessite pas une synchronisation préalable des données de mesure compensant un écart entre temps de réaction des 10 appareils de mesure. Compte tenu du processus utilisé pour le traitement des enregistrements du signal de synchronisation, il est préférable que celui-ci soit un signal aléatoire apériodique ne retombant pas à zéro entre son début et sa fin, un signal de synchronisation périodique risquant 15 d'entraîner une erreur de décalage d'une période lors du traitement de ses enregistrements. Bien entendu, on pourra resynchroniser les signaux de mesure sur une référence autre que le début de l'enregistrement du signal de synchronisation obtenu par un appareil de mesure particulier et ramener 20 les signaux de mesure dans une base de temps de référence autre que la base de temps d'un appareil de mesure particulier en appliquant des décalages de resynchronisation et des facteurs de correction de base de temps appropriés. 25..FT: POST-SYNCHRONISATION DE DONNEES DE MESURE ENREGISTREES AU MOYEN DE DIFFERENTS APPAREILS DE MESURE REVENDICATIONS 1. Procédé de post-synchronisation de données de mesure enregistrées obtenues par échantillonnage de signaux de mesure reçus par plusieurs appareils de mesure distincts, procédé caractérisé en ce que : - on applique un signal de synchronisation aléatoire de durée limitée simultanément sur des entrées analogiques des appareils de mesure, - on mesure les intervalles entre le début et la fin d'enregistrements du signal de synchronisation obtenus au moyen des appareils de mesure, et -lorsqu'un écart est détecté entre les intervalles mesurés, on détermine un facteur de correction de base de temps à appliquer aux données de mesure enregistrées au moyen d'au moins un des appareils de mesure pour amener les données de mesure enregistrées au moyen des différents appareils dans une même base de temps et compenser ainsi d'éventuels écarts de bases de temps entre les appareils de mesure. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal de synchronisation est appliqué pendant une partie au moins de la réception des signaux de mesure par les différents appareils de mesure. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la base de temps de l'un des appareils de mesure est prise comme référence et, pour le ou chaque autre appareil de mesure, on détermine le facteur de correction à appliquer aux données enregistrées au moyen de cet autre appareil pour ramener ces données dans la base de temps de référence. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, en outre : - on détecte les débuts des enregistrements du signal de synchronisation au moyen des appareils de mesure, et - lorsqu'un décalage est détecté entre les débuts des enregistrements du signal de synchronisation, on réaligne les données enregistrées au moyen des appareils de mesure en fonction du décalage détecté afin de compenser un écart de temps de réaction entre les appareils de mesure. 2908507 10 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on utilise un signal de synchronisation sous forme d'un signal aléatoire analogique apériodique.