La sfida dei test a velocità elevata consiste nella raccolta di dati completi e accurati in un preciso momento, senza al contempo raccoglierne troppi. La parte interessante del test si svolge su uno spostamento di pochi centimetri ed entro pochi millisecondi di tempo. Ci sono tre modi per ottimizzare la raccolta di dati.
1. ATTIVARE PRIMA L'ACQUISIZIONE DI DATI
Innanzitutto, raccogliere i dati appropriati avviando l'acquisizione di dati prima del movimento dell'attuatore a velocità elevata. Per un test che dura solo pochi millisecondi, di solito è sufficiente attivare l'acquisizione di dati 10 millisecondi o anche 100 millisecondi prima del movimento dell'attuatore.
Nella maggior parte dei sistemi a velocità elevata, il sistema di acquisizione di dati e il sistema di movimento idraulico hanno ritardi diversi dopo un input di attivazione. Generalmente, il sistema idraulico ha un ritardo maggiore rispetto al sistema di acquisizione di dati, oppure può essere configuratoper averlo. Questa configurazione garantisce che se viene usata una singola attivazione per avviare più sistemi (controllo di dati e di movimento), il sistema di acquisizione di dati sarà in esecuzione e pronto a raccogliere dati significativi prima che l'attuatore inizi a muoversi.
Le cose si complicano quando l'operatore di test vuole raccogliere sia dati elettronici da trasduttori come sensori di sforzo, rondelle di carico piezoelettriche o accelerometri, sia dati visivi da una fotocamera ad alta velocità . In questo caso, è probabile che il ritardo temporale per i vari sottosistemi non sia lo stesso. Sebbene questa incoerenza renda l'analisi più difficile, è cruciale soltanto che tutte le acquisizioni di dati inizino prima del movimento dell'attuatore. Non è importante che tutte le acquisizioni di dati inizino contemporaneamente.
2. SINCRONIZZARE LA RACCOLTA DI DATI DI SOTTOSISTEMA
La maggior parte dei sistemi a velocità elevata utilizza sottosistemi multipli di acquisizione di dati con ritardi variabili, nonostante vengano attivati contemporaneamente. Molti sistemi hanno un complesso condizionamento del segnale di dati e trasduttori che introducono ritardi in modo che anche se tutti i segnali vengono attivati nello stesso istante, i segnali di un trasduttore saranno ritardati rispetto ai segnali di un altro.
Non è'importante avviarli tutti esattamente nello stesso istante, ma è necessario essere in grado di spostare i segnali in modo che i valori sui vari segnali vengano generati nello stesso istante di tempo. Alcuni ricercatori tentano di sincronizzare i segnali in base al movimento iniziale del sistema. Quando lo spostamento o il carico iniziano a cambiare, tutti gli altri segnali sono sincronizzati con questo orologio marcatempo. Purtroppo la maggior parte dei sistemi non è rigidamente accoppiata al campione di test. Questo accoppiamento lasco, o adattatore allentato, consente all'attuatore di raggiungere la velocità di test desiderata o massima prima di applicare forza al campione. In questo caso, l'attuatore si muove molto prima che ci sia un carico significativo sul campione.
A velocità di deformazione più elevate, è difficile usare il trasduttore di carico del sistema per la sincronizzazione, in quanto il movimento dell'attuatore accelera il trasduttore di carico causando un carico fantasma. Per ridurre al minimo questi casi di carichi inerziali, alcuni ricercatori stimano il carico dalla rigidità del campione e dai misuratori di deformazione opportunamente posizionati, poi usano tali dati per la sincronizzazione.
Altri ricercatori tentano di sincronizzare i segnali sulla base di eventi ovvi, come un guasto, ma ci sono comunque molti degli stessi problemi. E le cose diventano più complesse quando i sottosistemi prendono i dati a velocità diverse. Una situazione comune si verifica quando una fotocamera ad alta velocità che scatta foto a 1 kHz viene utilizzata con un sistema di acquisizione di dati che acquisisce dati a 20 kHz. Una singola foto viene quindi effettivamente associata a 20 o più punti dati discreti. Se i valori variano notevolmente, è difficile determinare esattamente in quale punto è stata acquisita la foto, nonostante la risoluzione temporale della foto sia di 1 millisecondo.
Alcune delle buone norme ruotano attorno alla caratterizzazione del sistema prima che vengano condotti test reali, nonché alla condivisione di un singolo segnale con dispositivi multipli di acquisizione di dati per semplificare la sincronizzazione. Alcuni segnali utilizzano luci (LED) visibili sia per le fotocamere sia per le fotocellule al fine di rendere la sincronizzazione più facile. Quando il protocollo di test richiede il monitoraggio di un singolo evento con sistemi multipli di acquisizione di dati, questo singolo segnale rende molto più semplice la sincronizzazione dei più sistemi.
3. ISOLARE I DATI RILEVANTI
Non tutti i dati acquisiti durante un test a velocità elevata sono significativi. Sebbene i dati di spostamento raccolti prima del movimento dell'attuatore possano essere utili per i calcoli di base, questi dati sono generalmente inutili. I dati del trasduttore di forza generati prima del contatto con il campione sono spesso fuorvianti, ma indicano che le misurazioni risultanti devono essere corrette per l'accelerazione del trasduttore. Un'altra fonte di dati estranei si verifica dopo il guasto del campione, in particolare in un test di trazione, quando la cella di carico "suona" nel momento in cui l'energia di deformazione nel sistema viene rilasciata e le onde di pressione influenzano il trasduttore di carico. Questi dati di carico spuri, risultato dell'accelerazione del trasduttore, rendono i dati difficili da comprendere e spesso confondono i nuovi ricercatori.
Come accennato in precedenza, talvolta è necessario lo spostamento nel tempo di alcuni segnali per sincronizzare i segnali multipli del trasduttore o i segnali da ogni singolo sottosistema di acquisizione di dati. Spesso un singolo segnale può essere utilizzato per fornire una "marcatura temporale" per più sistemi. I migliori fornitori di sistemi a velocità elevata offrono strumenti per spostare i segnali indipendentemente l'uno dall'altro, se necessario.
Inun test che dura pochi millisecondi, spesso ci sono centinaia di millisecondi di dati. Con tutti questi dati, può essere difficile trovare i dati rilevanti. I fornitori di soluzioni esperti di velocità elevata progettano meccanismi per facilitare la ricerca dei dati rilevanti, sia garantendo che il set di dati sia piccolo, sia fornendo strumenti che consentano al ricercatore di rimuovere i dati acquisiti prima dell'impatto e dopo il guasto del campione. Questi stessi provider possono aiutare a ridurre al minimo gli sforzi di sincronizzazione prestando molta attenzione al ritardo di fase nel condizionamento del segnale e abilitando la marcatura temporale del singolo segnale. Questi strumenti migliorano notevolmente la produttività dei ricercatori durante l'analisi e la riduzione dei dati a velocità elevata.
