即插即用傳感器(05-100)

　　“即插即用(P&P)傳感器”意指一種簡單地插入一個特殊的管殼的容易安裝和使用的智能元件。無需拼命地打印數(shù)據(jù)表，閱讀使用手冊，敲打鍵盤，新型匹配好的一對高技術(shù)部件就能完成相應(yīng)的工作。這就是說，傳感器和用戶選定的數(shù)據(jù)采集(DA)已正成功地交換著信息。

　　P&P概念是從計算機(jī)行業(yè)流行起來的，特指對用戶系統(tǒng)影響極小，甚至沒有影響的計算機(jī)與外部設(shè)備(打印機(jī)、掃描儀、傳真機(jī))等互連技術(shù)。盡管P&P的含 義在使用初期有些混亂，但一經(jīng)開放標(biāo)準(zhǔn)的具體表述，立即被廣泛地接受，且很大程度上甚至是必備的性能。鑒于它的可訪問性和使用方便性，在傳感器行業(yè)也出現(xiàn)了采用P&P的呼聲。其好處是不言而喻的，安裝與維修成本低和使用壽命長。

　　P&P傳感器

　　在傳感器行業(yè)，P&P表示具備了機(jī)器可讀取信息的一種增強型傳感元件，以便完成傳感器界面的自動設(shè)置。設(shè)置過程通常承擔(dān)：將傳感器連接至DA系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)或其它較高級別需要傳感器數(shù)據(jù)的系統(tǒng)。信號的收集和解釋需要了解重要的傳感器特性和應(yīng)用詳細(xì)信息。

 

　　圖1 P&P智能傳感器的基本功能組件

　　對最簡單的事例，這些詳細(xì)信息包括：將測得的電信號變換為實際被測量的傳感器校正因子和被測量的物理單位。這一簡單的事例假設(shè)是一種線性傳感器且是很多應(yīng)用的有用近似。其它的事例可能需要更多的傳感器詳細(xì)信息：如工作的動態(tài)范圍、未作測量時產(chǎn)生的偏移信號幅度、頻率響應(yīng)、非線性校正、溫度效應(yīng)補償以及老化校正。

　　這一組完整的信息常常稱為傳感器電子數(shù)據(jù)表(TEDS)。雖然每一種協(xié)議對TEPS中的字段有自己的定義，但是IEEE1451標(biāo)準(zhǔn)確定了必選的和可選的TEDS類型，這樣便能提供更多的信息。當(dāng)傳感器實際地連接至較高級系統(tǒng)時(圖1)，P&P傳感器自動告知某些因子或全部因子，最低限度減少用戶的參與。

　　P&P傳感器承擔(dān)著將傳感器專用特性傳送給較高級系統(tǒng)的任務(wù)，因而需要一組標(biāo)準(zhǔn)規(guī)則或協(xié)議來規(guī)范通信的雙方，預(yù)期獲取什么信息，向?qū)Ψ絺魉褪裁葱畔⑦@些協(xié)議是長期協(xié)商和探討的成果，其中一組就是IEEE通過的IEEE1451家庭智能傳感器標(biāo)準(zhǔn)(表1)。還有其它機(jī)構(gòu)和專業(yè)部門也制訂了自己的協(xié)議。這里不存在“最佳”解決方案，每種應(yīng)用的要求有助于最佳P&P方案的確定。

　　這些準(zhǔn)規(guī)定了傳感器設(shè)置期間傳送內(nèi)容的詳細(xì)信息、數(shù)據(jù)格式和有關(guān)傳感器與較高級系統(tǒng)間通信過程的技術(shù)信息。某些P&P傳感器系統(tǒng) 還有一個自動發(fā)現(xiàn)過程，它在不斷地掃描端口，以確定是否連接了一個新器件。其它的系統(tǒng)則在電氣連接傳感器后啟動一個設(shè)置過程。一旦設(shè)置參數(shù)傳送完畢，那未基于傳送的信息，傳感器的模擬/數(shù)字信號就能變換成有確定的物理單位且已校正的物理量。依據(jù)某些P&P傳感器的智能化程度，它也能發(fā)送其它相關(guān)信息：傳感器位置、序列號、狀態(tài)以及最新校正數(shù)據(jù)。倘若傳感器連接至網(wǎng)絡(luò)，在特性中也要解決連接事項。如果未提供此類信息，則要留意其它信號接口事項。