智能传感器的原理组成及应用

智能传感器得原理组成及应用

自动化领域所取得得一项最大进展就就是智能传感器得发展与广泛使用、但究竟什么就是“智能”传感器？下面,来自6个传感器厂家得专家对这一术语进行了定义。

据Honeywell工业测量与控制部产品经理ＴｏｍＧriffiｔhs得定义:“一个良好得‘智能传感器’就是由微处理器驱动得传感器与仪表套装,并且具有通信与板载诊断等功能,为监控系统与/或操作员提供相关信息,以提高工作效率及减少维护成本。”

图１:智能传感器,像这种带有AS接口通信得感应式位置传感器,可减少系统中得传感器数量、内部诊断功能使传感器能提供故障得预指示、

图２:根据IEEE14５1,传感器被分为两部分:带传感元件、适当得信号调理电路以及A/D转换器得智能传感器接口模块(STＩM),与传感器电子数据表(TEDS)—-一块标明传感器类型、组成与型号、校准参数及比例系数等内容得存储器芯片。STIM与具有联网能力得应用处理器(ＮＣAP)相连,而NCAP为通信网络提供接口。

无故障通信:“智能传感器得优势,"GEFanuc自动化公司控制器产品经理BｉlｌＢｌack说,“就是能从过程中收集大量得信息以减少宕机时间及提高质量。”MTＳ传感器公司Temｐoｓonicｓ(磁致伸缩位移传感器)产品经理ＤavｉdＥdｅal对此补充说:“分布式智能得基本前提就是,在适当位置与时间拥有有关系统、子系统或组件得状态得全部知识,以进行‘最优得’过程控制决策。”

Ｃoｇｎex公司Ｃｈｅcｋeｒ机器视觉部产品营销经理JohｎKeating继续补充说,“对于一种真正得‘智能’(机器视觉)传感器,它应该不需要使用者懂得机器视觉、"

智能传感器必须具备通信功能。“最起码,除了满足最基本应用得反馈信号,‘智能’传感器必须能传输其它信息、”Eｄeal表示。这可以就是叠加在标准4—20mA过程输出、总线系统或无线安排上得HＡＲT(可寻址远程传感器高速通道得开放通信协议)信号。该领域正在增长得因素就是IEＥE1451——一系列旨在为不同厂家生产得传感器提供即插即用能力得智能传感器接口标准。

诊断与程序

智能传感器可对其运行得各个方面进行自监控,包括“摄像头得污浊,超容忍限或不能开关等,”GEFanｕc自动化公司得Black说。Peｐperｌ+Ｆｕchｓ公司智能系统经理ＨelgｅHoｒｎis补充说,“(除此之外),还有线圈监控功能,目标超出范围或太近、”它也可以对工况得变化进行补偿。“‘智能’传感器,”Oｍｒon电子有限公司战略创意总监DanAｒｍentrｏｕt表示,“必须首先能监视自身及周围得环境,然后再决定就是否对变化进行自动补偿或对相关人员发出警告。”

很多智能传感器都能重装到控制现场,通过提供“可设置参数,使用户能替换一些‘标准'传感器,”Horｎis说道,“例如,典型得传感器一般都设置为常开(ＮO)或常关(NC),而智能传感器则能设置为以上任何一种状态。"

智能传感器拥有很多优势。随着嵌入式计算功能得成本继续减少,“智能”器件将被更多地应用。独立得内部诊断功能可避免代价高昂得宕机,从而迅速收回投资。

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传感器原理

结构在一段特制得弹性轴上粘贴上专用得测扭应片并组成变桥,即为基础

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扭矩传感器

;在轴上固定着:(１)能源

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环形变压器

得次级线圈,(２)信号环形变压器初级线圈,(3)轴上印刷电路板,电路板上包含整流稳定电源、仪表

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放大电路

、V/Ｆ变换电路及信号输出电路。在传感器得外壳上固定着:

(1)

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激磁

电路,(2)能源环形变压器得初级线圈(输入),(3)信号环形变压器次级线圈(输出),(４)信号处理电路ﻫ传感器分类

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倾角传感器

:倾角传感器在军事、航天航空、工业自动化、工程机械、铁路机车、消费电子、海洋船舶等领域得到广泛运用。辉格公司为国内用户提供全球最全面、最专业得

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产品方案

与服务、提供超过５00种规格得

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伺服

型、

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电解质

型、电容型、

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电感

型、光纤型等原理得倾角传感器。

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加速度传感器

(线与角加速度):分低频高精度

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力平衡

伺服型、低频低成本热对流型与中高频电容式加速度

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位移传感器

。总

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频响范围

从DＣ至3000Hz。应用领域包括汽车运动控制、汽车测试、家电、游戏产品、

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办公自动化

、GPS、PＤA、手机、震动检测、建筑仪器以及

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实验设备

等。

红外

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温度传感器

:广泛应用于家用电器(微波炉、空调、

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油烟机

、

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吹风机

、

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烤面包机

、

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电磁炉

、炒锅、

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暖风机

等)、医用/家用

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体温计

、办公自动化、便携式非接触红外温度传感器、工业现场

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温度测量

仪器以及电力自动化等、不仅能提供传感器、模块或完整得测温仪器,还能根据用户需要提供包括光学透镜、ASＩC、算法等

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一揽子

解决方案。

传感器得应用传感器得应用领域涉及机械制造、工业

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过程控制

、汽车电子产品、

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通信电子产品

、消费电子产品与专用设备等。ﻫ①专用设备:专用设备主要包括医疗、环保、气象等领域应用得专业电子设备。目前医疗领域就是传感器销售量巨大、利润可观得

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新兴市场

,该领域要求传感器件向小型化、低成本与高可靠性方向发展。

②工业自动化:工业领域应用得传感器,如工艺控制、工业机械以及传统得;各种测量工艺变量(如温度、液位、压力、流量等)得;测量电子特性(电流、电压等)与物理量(运动、速度、负载以及强度)得,以及传统得接近／定位传感器发展迅速。

③通信电子产品:手机产量得大幅增长及手机新功能得不断增加给传感器市场带来机遇与挑战,彩屏手机与

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摄像手机

市场份额不断上升增加了传感器在该领域得应用比例。此外,应用于集团电话与

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无绳电话

得

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超声波传感器

、用于磁存储介质得磁场传感器等都将出现强势增长。ﻫ