Come selezionare le tecniche di visualizzazione ideali per il tuo sistema di misura

Panoramica

La visualizzazione dati è una caratteristica comune in quasi tutti i sistemi di misura. Sono disponibili diverse opzioni i dispositivi di acquisizione dati (DAQ): dalla semplice rappresentazione grafica di un segnale acquisito alla correlazione di dati di misura con video, audio o modelli a 3D e altre opzioni di visualizzazione. Selezionare la tecnica di visualizzazione potrebbe fare la differenza tra essere in grado di ricavare correttamente informazioni modificabili dai dati grezzi e la mancanza di informazioni importanti. Questo white paper illustra i fattori da considerare per la scelta degli strumenti di visualizzazione.

5 Domande da porsi per la scelta degli strumenti di visualizzazione

  1. Necessito di visualizzare i dati inline, offline o in entrambe le modalità?
  2. Il mio strumento di visualizzazione è in grado di gestire i dati?
  3. Il mio strumento include le funzionalità grafiche di cui ho bisogno?
  4. Posso personalizzare la visualizzazione per le mie applicazioni?
  5. Ho bisogno di visualizzare i dati di misura sincronizzati con i dati da altre sorgenti?

 

1. Necessito di visualizzare i dati inline, offline o in entrambe le modalità?

La maggior parte delle applicazioni richiedono una certa forma di visualizzazione, ma il fattore principale da considerare è dove questa elaborazione avviene: inline, offline o in entrambe le modalità.

 

Inline

La visualizzazione inline significa che i dati sono visualizzati nella stessa applicazione che li acquisisce. Ad esempio, i dati acquisiti potrebbero essere visualizzati su un monitor in modo da poter vedere il segnale mentre viene misurato e assicurarsi che tutti i collegamenti siano realizzati correttamente. Se l'analisi inline si esegue durante la visualizzazione inline, potrebbe essere visualizzata sul monitor anche una versione filtrata dello stesso segnale Questo tipo di architettura fornisce un "feedback istantaneo" dato che è possibile visualizzare i dati acquisiti quasi in real-time, ma è necessario che l'applicazione software contenga tutti gli strumenti di visualizzazione necessari.

Come l'analisi inline, visualizzare i dati inline necessita di maggiore potenza di elaborazione per eseguire i calcoli richiesti e per visualizzare i dati. Gli aggiornamenti dell'interfaccia utente sono alcune delle operazione con uso intensivo del processore che una CPU è in grado di sostenere, di conseguenza, se l'applicazione richiede specifici requisiti di temporizzazione, è necessario assicurarsi che la visualizzazione non diventi un collo di bottiglia per il sistema e non provochi perdita di dati. Durante lo sviluppo delle applicazioni puoi prevedere il tempo necessario per acquisire, analizzare e visualizzare i dati e assicurarti di non perdere nessun punto di dati. Un'altra opzione è parallelizzare il codice in modo che un thread esegua l'acquisizione dati mentre un altro gestisce l'elaborazione del segnale e la visualizzazione con una minore priorità soltanto quando sono disponibili le risorse della CPU. Di conseguenza, è possibile sfruttare tutti i vantaggi delle CPU multiple presenti nelle macchine.

 

Offline

Sebbene molto utilizzata, la visualizzazione inline non è sempre la scelta ideale e spesso non è neppure necessaria. La visualizzazione offline potrebbe essere utile quando non si necessita di vedere i dati durante l'acquisizione oppure quando si desidera che il processore del computer sia impiegato interamente per l'acquisizione e il trasferimento dati su disco. La visualizzazione offline necessita di memorizzazione dati per l'ispezione dei dati in un secondo momento e richiede un formato di memorizzazione appropriato e l'utilizzo di uno strumento di visualizzazione offline. In ogni caso, la visualizzazione dati offline offre flessibilità illimitata durante l'interazione con i dati in quanto si ha accesso ai dati grezzi acquisiti. Inoltre, non si subiscono i limiti della memoria e temporizzazione dell'acquisizione dati, e la visualizzazione come collo di bottiglia durante l'acquisizione live non è più una preoccupazione dato che la CPU non deve essere più impiegata per aggiornamenti grafici complessi.

Molte applicazioni combinano la visualizzazione inline e quella offline. Normalmente, la visualizzazione inline è limitata all'elaborazione minima richiesta per confermare il corretto funzionamento del sistema (ad esempio, rallentando la velocità di aggiornamento di un grafico). È possibile utilizzare la visualizzazione offline in combinazione con la visualizzazione inline per ispezionare e correlare in dettaglio i dati quando le operazioni non influiscono sull'acquisizione stessa.

 

2. Il mio strumento di visualizzazione è in grado di gestire i dati?

Per la scelta di uno strumento per la visualizzazione dati è necessario considerare quale sarà il volume dei dati da rappresentare e il tipo di formato dei dati in entrata. Se i dati sono visualizzati inline utilizzando il software applicativo selezionato per l'acquisizione, la formattazione non dovrebbe costituire un problema. È necessario tenere in considerazione che la velocità dei dati influenza la quantità di dati che necessita di essere rappresentata che a sua volta influenza la potenza di elaborazione grafica necessaria per la visualizzazione.

Se si utilizza uno strumento di visualizzazione offline, il formato non è una preoccupazione. Lo strumento di visualizzazione utilizzato dovrebbe essere in grado di interpretare il formato file o database che si intende utilizzare per memorizzare i dati.

Inoltre, anche gli strumenti di analisi dati offline sono limitati data la quantità di memoria ripartita dal sistema operativo e di conseguenza è in grado di caricare soltanto una sottoserie di dati più grande. Molti strumenti di visualizzazione impongono dei limiti e di conseguenza risulta difficile caricare e tracciare graficamente un volume di dati maggiore rispetto a quello predeterminato. Ad esempio, molti strumenti finanziari impongono un limite di carico di 1,048,576 (220) punti di dati per colonna e un limite grafico di 32,000 punti per tabella. Selezionare uno strumento di visualizzazione progettato per gestire i dati permette di visualizzare e accedere ai dati in modo appropriato e spesso include tecniche di riduzione dati che semplificano la gestione di serie di dati molto complesse.

 

3. Il mio strumento include le funzionalità grafiche di cui ho bisogno?

Per la visualizzazione è necessario disporre almeno di funzioni di base che permettano di creare tabelle e grafici. Fortunatamente, quasi ogni strumento di visualizzazione dati disponibile sul mercato permette di creare rapidamente tabelle e grafici, e altri strumenti visualizzazione più avanzati offrono una serie di funzionalità aggiuntive per ricavare maggiori informazioni dai dati.

Se si necessita di tracciare diverse curve che con scale y molto differenti sulla stessa tabella, è necessario assicurarsi che lo strumento grafico includa la capacità di distinguere queste scale. Molti strumenti hanno questa funzione, ma permettono un conteggio di assi y limitato.

Inoltre, si dovrebbe considerare quali sono le necessità di visualizzazione grafica oltre la grafica 2D di base. Ad esempio, se si necessita di rappresentare i dati utilizzato plot polari oppure in un grafico a 3D, di conseguenza il tuo strumento di visualizzazione deve supportare queste funzioni.

 

4. Posso personalizzare la visualizzazione per le mie applicazioni?

Le funzioni di personalizzazione di visualizzazione e la scalabilità sono fattori importanti da considerare. Dato che ogni applicazione di misura è differente (diversi tipi di misura, diverse finalità), uno strumento di visualizzazione dovrebbe essere abbastanza semplice da personalizzare secondo le necessità dell'applicazione. Gli strumenti out-of-the-box che integrano l'acquisizione dati e la visualizzazione in uno stesso ambiente, spesso provocano svantaggi sul tipo di visualizzazione offerto. Inizialmente potrebbe non apparire uno svantaggio, ma quando si tratta di analizzare i dati acquisiti per prendere decisioni è necessario che siano visualizzati graficamente più dati, più curve rappresentate per grafico e più grafici. Inoltre, potrebbero essere richieste anche funzioni di zoom, scroll e scalatura che molti strumenti di visualizzazione non includono. Se in futuro prevedi di espandere la tua applicazione, è necessario selezionare uno strumento di visualizzazione che possa soddisfare queste necessità.

 

5. Ho bisogno di visualizzare i dati di misura sincronizzati con i dati da altre sorgenti?

Gli strumenti di post-elaborazione dati avanzati includono funzionalità di visualizzazione sincronizzata oltre i semplici fogli di dati e grafici statici. Oltre agli assi dei grafici zoom e scroll, i cursori tra i grafici possono essere sincronizzati, solitamente tramite l'utilizzo di un timebase comune, per correlare le informazioni visualizzate tra un grafico e l'altro. Ad esempio, i cursori su un grafico potrebbero permettere di specificare una sottosiere x-region iniziale e finale di una curva utilizzata per calcolare in modo dinamico e visualizzare la FFT Fourier transform (FFT) dei dati nella regione risultante. Questa banda può essere quindi mandata avanti e indietro lungo la superserie di dati, estesa o ridotta per isolare la regione di interesse.

Oltre a sincronizzare i grafici dei dati misurati con altri grafici di dati o calcoli risultanti, gli strumenti avanzati possono sincronizzare i dati di misura sui grafici con i dati provenienti da altre sorgenti come ad esempio video, audio, modelli 3D o GPS. La correlazione di dati di misura con le informazioni di queste altre sorgenti che spesso offrono anche più di un contesto ingegneristico rispetto a semplici curve sui grafici, permette di ottenere maggiori vantaggi dai dispositivi di misura. Ad esempio, questi strumenti di sincronizzazione abilitano le funzionalità avanzate che riproducono i dati di misura correlati al video, in modo che è possibile visualizzare o sentire cosa è accaduto durante una misura, oppure determinare dove è avvenuta la misura tramite GPS.

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