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关于传感器接口标准的历史及进展

2022-04-12 11:34分类:传感器 阅读:

 

近期被批准根据的IEEE 1451.4规范,因其更简易、好用的运用使智能变送器标准接口获得了再生,与此同时它用以变位系数信息内容变换的智能变送器电子器件数据表格(TEDs)具备1394连接工作能力,这引起了开发设计全新升级解决方法的风潮。

实际上,业内的一些评价早已太过夸大其词了IEEE 1451智能变送器标准接口的衰落。该规范被置若罔闻,直至开发人员逐渐应用近期准许根据的IEEE 1451.4一部分。这一部分规范中提高了存储元件以使感应器更为智能化系统,还根据智能变送器电子器件数据表格(Transducer Electronic Data Sheets, TEDS)提升了自辨识作用。这类便捷的办法使智能变送器电子器件数据表格可用以很多现有的仿真模拟感应器插口,且增加了1394连接作用,并保证了精准和资金的解决方法和运用。简而言之,P1451不会再是“一个找寻问題的解决方法”(P意味着全部规范现阶段处在递交情况)。

这一规范达到了大中小型感应器和智能变送器生产商一直以来的期待——寻找一个通用性的感应器插口,但却长期性担负着不一样互联网、计算机接口、协议书和市场需求产生的历史时间压力。1451规范最开始的理念是因为让智能变送器机壳有空间安裝控制器,容许智能变送器可插进P1451类的控制器,降低了专业推动的必须 ,听说能节约90%~95%之前用以开发软件的時间。

一些时代背景

1451是1994年由电气设备与电子工程师学好(IEEE)仪器设备与精确测量联合会和英国行业标准与技术性研究会(NIST)进行,目地是想要用规范通信协议处理传统式感应器集成化的难题。现阶段,P1451早已进步成有着7个调研组,在其中4个是宣布准许的。

近期,P1451.3调研组界定了用以群集感应器运用和保证快速、同歩传输数据的规范。与此同时,P1451.4调研组完成了仿真模拟智能变送器的混合模式通讯的运用,比如数据excel表和脉冲信号。

约2年之前,英国我国分析仪器公司(NI)报导说它观念到1451.4潜在性的使用价值,并逐渐与IEEE调研组更积极地协作。NI的鼓励和IEEE的准许根据变成 1451.4恢复的驱动力。

图1:Watlow企业和美国的我国分析仪器公司报导说,现阶段在大部分的环境温度下智能化热电阻比热电偶(RTDs)要精准得多,而智能化热电偶还可以做到参照精密度。

1451.4 的进行

根据给仿真模拟智能变送器提升1394连接作用,其可将其加上到数据仪器设备和检测系统的互联网中。IEEE 1451.4现阶段正有一个较好的机遇,借助简单化智能变送器的安裝、互联网的修建与系统软件的维护保养和升级来加速连接网络感应器的运用。1451. 4正根据创建一个通用性系统软件达到以上总体目标,该体系的信息内容数据互联网必须识别、标示、插口和应用来源于仿真模拟控制器的数据信号。

1451.4调研组副书记,英国我国分析仪器公司主管David Potter表述说1451.4是一项好用的标准规范,它使智能变送器电子器件数据表格与仿真模拟精确测量相兼容。“因为在智能变送器仿真模拟插口提升了自辨识作用,该规范具备令一切检测系统,仿真模拟的或数据的,更容易安裝、配备和保护的发展潜力。当感应器接入到数据收集机器设备或一切汽车仪表板,便会获得很多的有关安裝范畴、过滤和其它一些主要参数。假如这种信息内容早已保留在一块数据存储器中,那麼你便能够自行开展安裝与校准。”

1451.4规范还运用置入在感应器中的电可擦掉、可编程控制器、只读存储器集成ic(EEPROM)完成1394连接作用详细信息的存放与通讯。生产商能够由Internet获得集成ic的标识符。一个完全的智能变送器电子器件数据表格很有可能包括一个实际种类控制器的种类鉴别和特性內容,如加快计、话筒、应变仪、热电阻和别的类型感应器。智能变送器电子器件数据表格中可以包括感应器的所有校正数据信息。

对某一实际感应器的需要是,模版软件更新理应在平台上得出并公布。该规范充分考虑在一些现有的控制器中不可以置入如EEPROM的储存器,因而在Internet上出示了虚似智能变送器电子器件数据表格。英国我国分析仪器公司和他的合作方带来了巨大的虚似智能变送器电子器件数据表格库,能够在网址免费免费下载。做为英国我国分析仪器公司合作方方案的一部分,现阶段大概有25家企业给予合乎1451.4规范的感应器。

图2:Chris

Seymour在2004年ISA展览会上呈现了Watlow企业的Infosense-P型1394连接热电阻、热电偶和电加热控制器怎样与合乎1451.4规范的处理器和智能变送器电子器件数据表格相互配合应用,用以校正一个非常典型的“衣服架(coat hanger)”,并使其比传统式的温度感应器更精准。

Watlow企业的“衣服架”

对检测和精确测量客户来讲,1451.4规范能够大大提高热电阻的精密度。比如,典型性的J型热电偶是由两类不一样级别和相对性精密度的金属材料构成,可是,Watlow企业近期发觉在它制造的热电阻上提升1451.4的单线铁路储存器,提升 了校正特性和曲线图归一化处理水平,数据误差从1.5℃到0.5 ℃减少了三倍,使之比英国我国标准化组织的热电阻更为精准又如,一个非常典型的K型热电偶一般 应用在600℃时有±2.6℃的测量不确定度,可是根据添加合乎1451.4规范的传感器技术和更快的原料,依据Watlow企业战略市场部经理Chris Seymour的叫法,可将在 600℃时的测量不确定度减少到0.6℃。与此同时他填补说,一个A级的热电偶(RTD)工作中在600℃时一般有±1.4℃的测量不确定度,而1451.4将其更新改造为智能化热电偶后,其测量不确定度能够小到0.2℃。

Murphy在2004年ISA展览会上呈现了Watlow企业的Infosense-P型1394连接热电阻、热电偶和电加热控制器怎样与合乎1451.4规范的处理器和智能变送器电子器件数据表格相互配合应用,用以校正一个非常典型的“衣服架(coat hanger)”,并使其比传统式的温度感应器更精准。

“大家主要是向OEM供应,这规定精密度和精确性,她们以前迫不得已选购精密度在0.5%~1.0%偏差范畴的感应器,如今我们可以将全部的校正信息内容储放于一片储存器中”,Seymour说。“大家如今能即时地掌握一个感应器的运行状态,因为它在其中的数据符件能够提醒大家其仿真模拟侧的运作情况。在这个状况下,大家的OEM顾客可以生产制造出在较高气温下工作中,并比热电偶技术性更精准的热电阻,而后面要价格昂贵得多。”

Seymour填补说选用合乎1451.4规范的集成ic代表着:为了更好地得到更快的精密度、提升使用寿命、减少温漂,Watlow企业还可以在其热电阻应用新式热塑性树脂,比如耐热合金。如今,集成ic中有任何的工作电压/电阻器数据分析表,能告知仪器设备它很有可能是啥种类的感应器。“之前客户迫不得已选购校正表,但非常容易被丢掉。而如今,有着了智能变送器电子器件数据表格后,就无法将数据与集成ic分离开”,Seymour又说。“并且,最开始的标准规定是感应器务必线形运作,转变 也一定是直线的,由于任何的设备全是模仿的。如今,大家有数字电子技术性,我们可以追踪纪录一切大家需要的作用,包含搜集相关将来感应器工作中常见故障的数据信息”。

IEEE P1451 规范

P1451.0——通用性作用、通讯协议和智能变送器电子器件数据分析表(TEDS)文件格式。

作用:规范议案的效果是开发设计一套用以IEEE1451智能变送器规范的常用作用、指令和TEDS。

情况:规范议案制订中;有期待2005年网络投票。

1451.1——网络技术应用CPU(NCAP)信息内容实体模型。

情况:1999年6月被审批为规范;现阶段已经修定。

1451.2——智能变送器-微控制器通讯协议和TEDS文件格式。

情况:1997年9月被审批为规范;现阶段已经修定,添加UART插口。

1451.3——分布式系统多一点系统软件数字通信系统和TEDS文件格式。

情况:2003年11月做为规范被准许。

1451.4——混合模式通讯协议和TEDS文件格式。

作用:界定选用翻转旋光性的混合模式通讯,在同样的两种路线内以数据方法传输TEDS数据信息,推送仿真模拟智能变送器数据信号。

情况:2004年5月被审批为规范,有希望2004年11月发布。

P1451.5——传感器网络通讯与TEDS文件格式。

作用:降低电缆线和安裝成本费;减少电缆线/局域网络损耗;改善根据标准检测的数据收集;有利于预维护保养。

情况:规范议案制订中;有期待2005年网络投票。

P1451.6——用以安全体系和非本质安全性使用的快速、根据CANopen协议书的智能变送器网线端口。

情况:规范议案制订中。

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