智能傳感器的原理組成及應(yīng)用參考模板

1、智能傳感器的原理組成及應(yīng)用自動(dòng)化領(lǐng)域所取得的一項(xiàng)最大進(jìn)展就是智能傳感器的發(fā)展與廣泛使用。但究竟什么是“智能”傳感器？下面，來(lái)自6個(gè)傳感器廠家的專家對(duì)這一術(shù)語(yǔ)進(jìn)行了定義。據(jù)Honeywell工業(yè)測(cè)量與控制部產(chǎn)品經(jīng)理TomGriffiths的定義：“一個(gè)良好的智能傳感器是由微處理器驅(qū)動(dòng)的傳感器與儀表套裝，并且具有通信與板載診斷等功能，為監(jiān)控系統(tǒng)和/或操作員提供相關(guān)信息，以提高工作效率及減少維護(hù)成本?！?圖1：智能傳感器，像這種帶有AS接口通信的感應(yīng)式位置傳感器，可減少系統(tǒng)中的傳感器數(shù)量。內(nèi)部診斷功能使傳感器能提供故障的預(yù)指示。圖2：根據(jù)IEEE1451，傳感器被分為兩部分：帶傳感元件、適當(dāng)?shù)男盘?hào)調(diào)

2、理電路以及A/D轉(zhuǎn)換器的智能傳感器接口模塊（STIM），和傳感器電子數(shù)據(jù)表（TEDS）一塊標(biāo)明傳感器類型、組成與型號(hào)、校準(zhǔn)參數(shù)及比例系數(shù)等內(nèi)容的存儲(chǔ)器芯片。STIM與具有聯(lián)網(wǎng)能力的應(yīng)用處理器（NCAP）相連，而NCAP為通信網(wǎng)絡(luò)提供接口。2 / 6無(wú)故障通信 ：“智能傳感器的優(yōu)勢(shì)，”GEFanuc自動(dòng)化公司控制器產(chǎn)品經(jīng)理BillBlack說(shuō)，“是能從過(guò)程中收集大量的信息以減少宕機(jī)時(shí)間及提高質(zhì)量?！盡TS傳感器公司Temposonics（磁致伸縮位移傳感器）產(chǎn)品經(jīng)理DavidEdeal對(duì)此補(bǔ)充說(shuō)：“分布式智能的基本前提是，在適當(dāng)位置和時(shí)間擁有有關(guān)系統(tǒng)、子系統(tǒng)或組件的狀態(tài)的全部知識(shí)，以進(jìn)行最優(yōu)的過(guò)

3、程控制決策?！?Cognex公司Checker機(jī)器視覺(jué)部產(chǎn)品營(yíng)銷經(jīng)理JohnKeating繼續(xù)補(bǔ)充說(shuō)，“對(duì)于一種真正的智能（機(jī)器視覺(jué)）傳感器，它應(yīng)該不需要使用者懂得機(jī)器視覺(jué)?！?智能傳感器必須具備通信功能?！白钇鸫a，除了滿足最基本應(yīng)用的反饋信號(hào)，智能傳感器必須能傳輸其它信息?！盓deal表示。這可以是疊加在標(biāo)準(zhǔn)4-20mA過(guò)程輸出、總線系統(tǒng)或無(wú)線安排上的HART（可尋址遠(yuǎn)程傳感器高速通道的開(kāi)放通信協(xié)議）信號(hào)。該領(lǐng)域正在增長(zhǎng)的因素是IEEE1451一系列旨在為不同廠家生產(chǎn)的傳感器提供即插即用能力的智能傳感器接口標(biāo)準(zhǔn)。 診斷與程序 智能傳感器可對(duì)其運(yùn)行的各個(gè)方面進(jìn)行自監(jiān)控，包括“攝像頭的污濁，超容

4、忍限或不能開(kāi)關(guān)等，”GEFanuc自動(dòng)化公司的Black說(shuō)。Pepperl+Fuchs公司智能系統(tǒng)經(jīng)理HelgeHornis補(bǔ)充說(shuō)，“（除此之外），還有線圈監(jiān)控功能，目標(biāo)超出范圍或太近。”它也可以對(duì)工況的變化進(jìn)行補(bǔ)償。“智能傳感器，”O(jiān)mron電子有限公司戰(zhàn)略創(chuàng)意總監(jiān)DanArmentrout表示，“必須首先能監(jiān)視自身及周圍的環(huán)境，然后再?zèng)Q定是否對(duì)變化進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償或?qū)ο嚓P(guān)人員發(fā)出警告?！?很多智能傳感器都能重裝到控制現(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)提供“可設(shè)置參數(shù)，使用戶能替換一些標(biāo)準(zhǔn)傳感器，”Hornis說(shuō)道，“例如，典型的傳感器一般都設(shè)置為常開(kāi)（NO）或常關(guān)（NC），而智能傳感器則能設(shè)置為以上任何一種狀態(tài)?！?

5、智能傳感器擁有很多優(yōu)勢(shì)。隨著嵌入式計(jì)算功能的成本繼續(xù)減少，“智能”器件將被更多地應(yīng)用。獨(dú)立的內(nèi)部診斷功能可避免代價(jià)高昂的宕機(jī)，從而迅速收回投資。傳感器原理結(jié)構(gòu) 在一段特制的彈性軸上粘貼上專用的測(cè)扭應(yīng)片并組成變橋，即為基礎(chǔ)扭矩傳感器；在軸上固定著：(1)能源環(huán)形變壓器的次級(jí)線圈，(2)信號(hào)環(huán)形變壓器初級(jí)線圈，(3)軸上印刷電路板，電路板上包含整流穩(wěn)定電源、儀表放大電路、V/F變換電路及信號(hào)輸出電路。在傳感器的外殼上固定著： （1）激磁電路，(2)能源環(huán)形變壓器的初級(jí)線圈(輸入)，(3) 信號(hào)環(huán)形變壓器次級(jí)線圈(輸出)，(4)信號(hào)處理電路 傳感器分類 傾角傳感器 ：傾角傳感器在軍事、航天航空、工業(yè)

6、自動(dòng)化、工程機(jī)械、鐵路機(jī)車、消費(fèi)電子、海洋船舶等領(lǐng)域得到廣泛運(yùn)用。輝格公司為國(guó)內(nèi)用戶提供全球最全面、最專業(yè)的產(chǎn)品方案和服務(wù)。提供超過(guò)500種規(guī)格的伺服型、電解質(zhì)型、電容型、電感型、光纖型等原理的傾角傳感器。 加速度傳感器(線和角加速度) ：分低頻高精度力平衡伺服型、低頻低成本熱對(duì)流型和中高頻電容式加速度位移傳感器。總頻響范圍從DC至3000Hz。應(yīng)用領(lǐng)域包括汽車運(yùn)動(dòng)控制、汽車測(cè)試、家電、游戲產(chǎn)品、辦公自動(dòng)化、GPS、PDA、手機(jī)、震動(dòng)檢測(cè)、建筑儀器以及實(shí)驗(yàn)設(shè)備等。 紅外溫度傳感器 ：廣泛應(yīng)用于家用電器(微波爐、空調(diào)、油煙機(jī)、吹風(fēng)機(jī)、烤面包機(jī)、電磁爐、炒鍋、暖風(fēng)機(jī)等)、醫(yī)用/家用體溫計(jì)、辦公自動(dòng)

7、化、便攜式非接觸紅外溫度傳感器、工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)溫度測(cè)量?jī)x器以及電力自動(dòng)化等。不僅能提供傳感器、模塊或完整的測(cè)溫儀器，還能根據(jù)用戶需要提供包括光學(xué)透鏡、ASIC、算法等一攬子解決方案。 傳感器的應(yīng)用傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域涉及機(jī)械制造、工業(yè)過(guò)程控制、汽車電子產(chǎn)品、通信電子產(chǎn)品、消費(fèi)電子產(chǎn)品和專用設(shè)備等。 專用設(shè)備 ：專用設(shè)備主要包括醫(yī)療、環(huán)保、氣象等領(lǐng)域應(yīng)用的專業(yè)電子設(shè)備。目前醫(yī)療領(lǐng)域是傳感器銷售量巨大、利潤(rùn)可觀的新興市場(chǎng)，該領(lǐng)域要求傳感器件向小型化、低成本和高可靠性方向發(fā)展。 工業(yè)自動(dòng)化 ：工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的傳感器，如工藝控制、工業(yè)機(jī)械以及傳統(tǒng)的；各種測(cè)量工藝變量(如溫度、液位、壓力、流量等)的；測(cè)量電子特性(電流、電壓等)和物理量(運(yùn)動(dòng)、速度、負(fù)載以及強(qiáng)度)的，以及傳統(tǒng)的接近/定位傳感器發(fā)展迅速。 通信電子產(chǎn)品 ：手機(jī)產(chǎn)量的大幅增長(zhǎng)及手機(jī)新功能的不斷增加給傳感器市場(chǎng)帶來(lái)機(jī)遇與挑戰(zhàn)，彩屏手機(jī)和攝像手機(jī)市場(chǎng)份額不斷上升增加了傳感器在該領(lǐng)域的應(yīng)用比例。此外，應(yīng)用于集團(tuán)電話和無(wú)繩電話的超聲波傳感器、用于磁存儲(chǔ)介質(zhì)的磁