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探讨传感器智能化的概念与实践

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:传感器的智能化指传感器与微处理机可分为两个独立部分,传感器的输出信号经处理和转化后由接口送入微处理机部分进行运算处理。由于微处理机充分发挥各种软件的功能,可以完成硬件难以完成的任务,从而大大降低了传感器制造的难度,提高了传感器的性能,降低了成本。微型计算机或微处理机是智能传感器的核心。

探讨传感器智能化的概念与实践

传感器的智能化指传感器与微处理机可分为两个独立部分,传感器的输出信号经处理和转化后由接口送入微处理机部分进行运算处理。这类智能传感器主要由传感器、微处理器及其相关电路组成。传感器将被测的物理量转换成相应的电信号,送到信号调理电路中,进行滤波、放大、模—数转换后,送到微处理机中。微处理机是智能传感器的核心,它不但可以对传感器测量数据进行计算、存储、数据处理,还可以通过反馈回路对传感器进行调节。由于微处理机充分发挥各种软件的功能,可以完成硬件难以完成的任务,从而大大降低了传感器制造的难度,提高了传感器的性能,降低了成本。

微型计算机或微处理机是智能传感器的核心。传感器的信号经一定的硬件电路处理后,以数字信号的形式进入计算机,于是计算机即可根据其内存中驻留的软件实现对测量过程的各种控制、逻辑判断和数据处理以及信息输送等功能,从而使传感器获得智能。

在智能传感器中,其控制功能、数据处理功能和数据传输功能尤为重要。实际上,为了使智能传感器真正具有智能,控制功能就应该包括键盘控制功能、量程自动切换功能、多路与多路通道切换功能、数据极限判断与越限报警功能、自诊断与自校正功能。例如,为使智能传感器具有自校正功能,在传感器系统设计时,可考虑预留一路模拟量输入通道作自校正用,然后通过计算机编程实现自校正。(www.xing528.com)

该程序执行步骤为:所用微机先向D-A转换口输出一个定值(固定代码),经D-A转换器变换为对应的模拟电压值,再送到A-D通路的自校正输入端。此后,由微机启动A-D转换器,待A-D转换结束,再取回转换结果值,并与原送出的代码进行比较。如结果相符或误差在允许范围内,则认为自校正功能正常。若感觉仅在一点上进行自校正还不能说明问题,可以设置2~3个自校正点,如可设置其零点中点及满刻度点为自校正点,并分三次比较。通过比较和判断,确定输入、输出以及接口等是否正常。

在数据处理功能方面,智能传感器须具备标度变换功能、函数运算功能、系统误差消除功能、随机误差处理功能以及信号合理性判断功能。在数据传输功能方面,智能传感器应实现各传感器之间或与其他微机系统的信息交换及传输。数据传输可采用并行和串行两种方式,无论采用哪种传输方式,都要在传送的双方配置相同的标准接口。IEEE-48总线和RS232总线在并行和串行两种数据传送方式中,分别可起重要作用。

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