智能傳感器的原理組成及應(yīng)用

智能傳感器得原理組成及應(yīng)用

自動(dòng)化領(lǐng)域所取得得一項(xiàng)最大進(jìn)展就就是智能傳感器得發(fā)展與廣泛使用、但究竟什么就是“智能”傳感器？下面,來(lái)自6個(gè)傳感器廠家得專家對(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得定義:“一個(gè)良好得‘智能傳感器’就是由微處理器驅(qū)動(dòng)得傳感器與儀表套裝,并且具有通信與板載診斷等功能,為監(jiān)控系統(tǒng)與/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?！?/p>

圖１:智能傳感器,像這種帶有AS接口通信得感應(yīng)式位置傳感器,可減少系統(tǒng)中得傳感器數(shù)量、內(nèi)部診斷功能使傳感器能提供故障得預(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)眯盘?hào)調(diào)理電路以及A/D轉(zhuǎn)換器得智能傳感器接口模塊(STＩM),與傳感器電子數(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)容得存儲(chǔ)器芯片。STIM與具有聯(lián)網(wǎng)能力得應(yīng)用處理器(ＮＣAP)相連,而NCAP為通信網(wǎng)絡(luò)提供接口。

無(wú)故障通信:“智能傳感器得優(yōu)勢(shì),"GEFanuc自動(dòng)化公司控制器產(chǎn)品經(jīng)理BｉlｌＢｌack說(shuō),“就是能從過(guò)程中收集大量得信息以減少宕機(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):“分布式智能得基本前提就是,在適當(dāng)位置與時(shí)間擁有有關(guān)系統(tǒng)、子系統(tǒng)或組件得狀態(tài)得全部知識(shí),以進(jìn)行‘最優(yōu)得’過(guò)程控制決策。”

Ｃoｇｎex公司Ｃｈｅcｋeｒ機(jī)器視覺部產(chǎn)品營(yíng)銷經(jīng)理JohｎKeating繼續(xù)補(bǔ)充說(shuō),“對(duì)于一種真正得‘智能’(機(jī)器視覺)傳感器,它應(yīng)該不需要使用者懂得機(jī)器視覺、"

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)用得反饋信號(hào),‘智能’傳感器必須能傳輸其它信息、”Eｄeal表示。這可以就是疊加在標(biāo)準(zhǔn)4—20mA過(guò)程輸出、總線系統(tǒng)或無(wú)線安排上得HＡＲT(可尋址遠(yuǎn)程傳感器高速通道得開放通信協(xié)議)信號(hào)。該領(lǐng)域正在增長(zhǎng)得因素就是IEＥE1451——一系列旨在為不同廠家生產(chǎn)得傳感器提供即插即用能力得智能傳感器接口標(biāo)準(zhǔn)。

診斷與程序

智能傳感器可對(duì)其運(yùn)行得各個(gè)方面進(jìn)行自監(jiān)控,包括“攝像頭得污濁,超容忍限或不能開關(guān)等,”GEFanｕc自動(dòng)化公司得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)工況得變化進(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)視自身及周圍得環(huán)境,然后再?zèng)Q定就是否對(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?！?/p>

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,典型得傳感器一般都設(shè)置為常開(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)。"

智能傳感器擁有很多優(yōu)勢(shì)。隨著嵌入式計(jì)算功能得成本繼續(xù)減少,“智能”器件將被更多地應(yīng)用。獨(dú)立得內(nèi)部診斷功能可避免代價(jià)高昂得宕機(jī),從而迅速收回投資。

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傳感器原理

結(jié)構(gòu)在一段特制得彈性軸上粘貼上專用得測(cè)扭應(yīng)片并組成變橋,即為基礎(chǔ)

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扭矩傳感器

;在軸上固定著:(１)能源

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環(huán)形變壓器

得次級(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

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放大電路

、V/Ｆ變換電路及信號(hào)輸出電路。在傳感器得外殼上固定著:

(1)

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激磁

電路,(2)能源環(huán)形變壓器得初級(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

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傾角傳感器

:傾角傳感器在軍事、航天航空、工業(yè)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)得

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產(chǎn)品方案

與服務(wù)、提供超過(guò)５00種規(guī)格得

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伺服

型、

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電解質(zhì)

型、電容型、

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電感

型、光纖型等原理得傾角傳感器。

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加速度傳感器

(線與角加速度):分低頻高精度

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力平衡

伺服型、低頻低成本熱對(duì)流型與中高頻電容式加速度

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位移傳感器

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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、

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辦公自動(dòng)化

、GPS、PＤA、手機(jī)、震動(dòng)檢測(cè)、建筑儀器以及

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實(shí)驗(yàn)設(shè)備

等。

紅外

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溫度傳感器

:廣泛應(yīng)用于家用電器(微波爐、空調(diào)、

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油煙機(jī)

、

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吹風(fēng)機(jī)

、

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烤面包機(jī)

、

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電磁爐

、炒鍋、

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暖風(fēng)機(jī)

等)、醫(yī)用/家用

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體溫計(jì)

、辦公自動(dòng)化、便攜式非接觸紅外溫度傳感器、工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)

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溫度測(cè)量

儀器以及電力自動(dòng)化等、不僅能提供傳感器、模塊或完整得測(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

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一攬子

解決方案。

傳感器得應(yīng)用傳感器得應(yīng)用領(lǐng)域涉及機(jī)械制造、工業(yè)

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過(guò)程控制

、汽車電子產(chǎn)品、

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通信電子產(chǎn)品

、消費(fèi)電子產(chǎn)品與專用設(shè)備等。?①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)用得專業(yè)電子設(shè)備。目前醫(yī)療領(lǐng)域就是傳感器銷售量巨大、利潤(rùn)可觀得

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新興市場(chǎng)

,該領(lǐng)域要求傳感器件向小型化、低成本與高可靠性方向發(fā)展。

②工業(yè)自動(dòng)化:工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用得傳感器,如工藝控制、工業(yè)機(jī)械以及傳統(tǒng)得;各種測(cè)量工藝變量(如溫度、液位、壓力、流量等)得;測(cè)量電子特性(電流、電壓等)與物理量(運(yùn)動(dòng)、速度、負(fù)載以及強(qiáng)度)得,以及傳統(tǒng)得接近／定位傳感器發(fā)展迅速。

③通信電子產(chǎn)品:手機(jī)產(chǎn)量得大幅增長(zhǎng)及手機(jī)新功能得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)與

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攝像手機(jī)

市場(chǎng)份額不斷上升增加了傳感器在該領(lǐng)域得應(yīng)用比例。此外,應(yīng)用于集團(tuán)電話與

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無(wú)繩電話

得

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超聲波傳感器

、用于磁存儲(chǔ)介質(zhì)得磁場(chǎng)傳感器等都將出現(xiàn)強(qiáng)勢(shì)增長(zhǎng)。?