智能傳感器及系統(tǒng)集成(編輯修改稿)
2025-01-31 00:24 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 能傳感器，可以同時(shí)測(cè)量靜壓、差壓和溫度三個(gè)參數(shù)。精度達(dá) ， 6個(gè)月總漂移不超過全量程的 %，量程比可達(dá)400： 1，阻尼時(shí)間常數(shù)在 0～ 32s間可調(diào)。目前該產(chǎn)品被廣泛應(yīng)用。 ? 傳感器的結(jié)構(gòu)框圖如下： 差壓 靜壓 溫度 多 路 開 關(guān) A/D CPU D/A I/O ROM RAM PROM EEPROM 420mA 或 數(shù)字信號(hào) ? 傳感部分由差壓、靜壓和溫度三個(gè)傳感器組成，該部分的輸出是三個(gè)參數(shù)的函數(shù)，設(shè)三個(gè)傳感器的輸出為 ? 由此可解得 ???????????P,SP,T)(fUP,SP,T)(fUP,SP,T)(fUTSPΔP321),( TSPP UUUFP ??? ? 以上由三個(gè)傳感器信號(hào)計(jì)算待測(cè)壓力的過程是在微處理器中通過軟件程序進(jìn)行的。在傳感器的制造過程中，待測(cè)壓力特征數(shù)據(jù)、環(huán)境溫度特征數(shù)據(jù)就、和靜壓數(shù)據(jù)需要事先存儲(chǔ)在 PROM中。這些特征數(shù)據(jù)由生產(chǎn)線的計(jì)算機(jī)采集并送入存儲(chǔ)器存儲(chǔ)。 ? 實(shí)際工作時(shí)，傳感器芯片上的三個(gè)傳感器的信號(hào)經(jīng)多路切換開關(guān)、調(diào)理電路以及 A/D轉(zhuǎn)換器，分別進(jìn)入 CPU。 CPU利用 ? PROM中的特征數(shù)據(jù)，對(duì)三種信號(hào)進(jìn)行程序運(yùn)算處理，最終產(chǎn)生一個(gè)高精度的特性優(yōu)異的待測(cè)壓力信號(hào)輸出。 ? 現(xiàn)場(chǎng)通信器具有以下功能： ? 對(duì)傳感器進(jìn)行遠(yuǎn)程組態(tài)，設(shè)定標(biāo)號(hào)、測(cè)量范圍、輸出形式和阻尼時(shí)間常數(shù)，不到現(xiàn)場(chǎng)就可調(diào)節(jié)變送器的參數(shù)； ? 傳感器的零點(diǎn)和量程校準(zhǔn)可以在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行，不必拆卸傳感器，也不需要專門設(shè)備。 ? 對(duì)傳感器進(jìn)行診斷，進(jìn)行組態(tài)檢查、通信功能檢查、變送功能檢查、參數(shù)異常檢查，診斷結(jié)果傳送到現(xiàn)場(chǎng)通信器中顯示； ? 設(shè)定傳感器為恒流輸出，把傳感器當(dāng)作恒流源使用以便檢查系統(tǒng)中的其它傳感器或設(shè)備。 ? 二、 EJA差壓變送器 ? 系日本橫河電機(jī)株式會(huì)社與 1994年研制成功的高性能智能式差壓傳感器。它利用單晶硅諧振式傳感器原理，采用微電子機(jī)械加工技術(shù)（ MEMS)，精度達(dá)%，具有高穩(wěn)定性和高可靠性。 ? 其由膜盒組件和智能轉(zhuǎn)換部件組成。膜盒組件包括膜盒、單晶硅諧振式傳感器和特性修正存儲(chǔ)器。 ? 原理圖如下： 單晶硅 諧振式 傳感器 特性 修正 傳感器 CPU A/D D/A 內(nèi)置存儲(chǔ)器 420mA DC 及數(shù)字信號(hào) 膜盒組件 數(shù)據(jù)處理部件 Δp ? 單晶硅諧振式傳感器的兩個(gè) H型諧振梁將差壓、壓力信號(hào)分別轉(zhuǎn)換成頻率信號(hào)，送到脈沖計(jì)數(shù)器中，再將兩頻率之差直接送到 CPU中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，經(jīng) D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成與輸入信號(hào)相對(duì)應(yīng)的 420mA電流信號(hào)。 ? 膜盒組件中的特性修正存儲(chǔ)器存儲(chǔ)傳感器的環(huán)境溫度、靜壓及輸入輸出特性的修正數(shù)據(jù)， CPU利用它們進(jìn)行溫度補(bǔ)償，校正靜壓及輸入輸出特性。 ? 三、 8800 A型卡曼旋渦流量變送器 ? 這是美國(guó) Rosemount公司的智能傳感器。它利用“卡曼渦流”現(xiàn)象測(cè)定流量，即當(dāng)管道中裝設(shè)柱狀阻擋物時(shí)，流體流過時(shí)形成兩列旋渦，旋渦出現(xiàn)的頻率與流量成正比。 ? 該變送器利用應(yīng)力檢測(cè)法測(cè)量旋渦頻率，在柱狀物的后部插入嵌有壓電元件的桿，當(dāng)旋渦沖擊桿端時(shí)形成彎矩，壓電元件出現(xiàn)電荷，電荷經(jīng)放大器放大后，經(jīng)濾波、 A/D轉(zhuǎn)換后送入數(shù)字式跟蹤濾波器。 ? 它能跟蹤旋渦的頻率對(duì)噪聲進(jìn)行抑制，使濾波后的數(shù)字信號(hào)正確反映流量值。 CPU接收跟蹤濾波的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理后送 D/A轉(zhuǎn)換器輸出 420mA的電流。 ? 8800 A型卡曼旋渦流量變送器具有自診斷、溫度校正等功能，通過現(xiàn)場(chǎng)通信器進(jìn)行組態(tài)。 ? 超聲智能測(cè)距傳感器 ? 美國(guó) Merritt系統(tǒng)公司（ MSI）開發(fā)了兩種超聲智能測(cè)距傳感器，一種測(cè)量范圍為1503000mm，采樣頻率為 40Hz，精度為；另一種是高精度型，測(cè)量范圍為25600mm，采樣頻率為 200Hz，精度為。 ? 傳感器內(nèi)有以 CPU為中心的數(shù)據(jù)處理電路，通過測(cè)量超聲波從傳感器到目標(biāo)再返回所需要的時(shí)間，計(jì)算傳感器到達(dá)目標(biāo)的距離。 ? 多路光譜分析智能傳感器 ? 它可以從人造衛(wèi)星攝取地球表面的圖像，通過反射型繞射光柵，由 CCD固態(tài)攝像傳感器轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，即可進(jìn)行多路光譜分析，測(cè)量數(shù)據(jù)由 CPU解析和統(tǒng)計(jì)處理，可得到氣象方面的各種信息。 ? 機(jī)器人視覺傳感器 ? 它利用 CCD圖像傳感器，將工作信號(hào)經(jīng)微機(jī)處理，獲得重心坐標(biāo)、面積、最大尺寸等數(shù)據(jù)即確定工件位置，并由母線系統(tǒng)輸送到顯示器再經(jīng)數(shù)摸轉(zhuǎn)換器后輸入到控制系統(tǒng)控制機(jī)器人動(dòng)作。 第九章（ 2） 測(cè)試系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)與性能評(píng)價(jià) 一、 測(cè)試系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)原則與步驟 現(xiàn)代測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程就是對(duì)系統(tǒng)各單元模塊的參數(shù)反復(fù)進(jìn)行預(yù)估選擇、性能評(píng)價(jià)的過程，以使按最終確定的參數(shù)建立起的系統(tǒng)達(dá)到預(yù)定的技術(shù)目標(biāo)。 ? 單元模塊的選擇與優(yōu)化 ? 現(xiàn)代測(cè)試系統(tǒng)
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