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基于TEDS的智能测力传感器介绍

发布时间:2019-12-14 09:49:58 |来源:网络转载

1 引言

随着各种传感器使用的普及,用户对于传感器的要求也是在不断的增加,这些要求不仅是体现在对传感器的性能上,还有对于传感器的快速安装使用、维护方便的要求,尤其是对于传感器大量使用的场所,用户希望传感器可以“智能”的自动提供各种参数信息,而不需要自己手动输入,基于这种需求,像鼠标一样可以“即插即用”的带 TEDS的智能传感器也就应运而生了。该种智能传感器可以“自动”的提供系统需要的各种参数。目前在其它传感器领域里带 TEDS 的智能传感器的使用已经较为普及,而在测力和称重传感器这个领域里用的不是很多。
 

2 TEDS 的介绍

TEDS 技术是 IEEE1451 最重要的技术革新之一,它可以支持很多不同种类的执行器,使传感器具有了自我识别和自我描述的能力 [1] 。TEDS 是 一 个 传 感 器 电 子 数 据 表 窗 口(Transducer ElectronicData Sheet ),它可以用来储存测力或称重传感器的各种信息,如将传感器生产厂家、传感器型号、产品的序列号、版本号、响应时间、桥路阻值、最小及最大的力值,最小及最大的输出信号、最小及最大的激励电压、校准时间、有效期、校准人等信息储存到存储器中,

也可以存储其他客户需要的传感器独特的属性。
TEDS 传感器遵循的是 IEEE1451 智能传感器的接口标准,它的优点是可以与其它制造商的传器和放大器相互兼容,目前市场已有很多相应的软件和硬件可以读取并写入 TEDS 的数据,然后将传感器里储存的内容发送给相应的设备或放大器,设备或放大器自动的对传感器实现校准,从而将传统的测力传感器变成了“即插即用”的智能传感器。

带有 TEDS 的智能测力传感器在使用的简易性、准确性及稳定性方面较传统的力传感器有了突破性的改善,在只有几部传感器的系统或是多达数千部传感器的系统都能实现传感器的快速安装使用。
 

3 TEDS 的优点作用

为什么要在传统的测力传感器上装上 TEDS呢,它的作用可以归类到以下几部分。

3.1 使用快速方便

在一些复杂系统中,会用到非常多的力传感器,之前都是通过手动将各类所需数据输入系统中,工作量非常大,而且更换传感器后又要做重复的工作,这会造成大量的时间浪费,并且容易出错,所以简单、快速、准确的对传感器进行标定使用显得非常必要,使用带 TEDS 的智能测力传感器后,由系统自动读取各种数据,自动完成校准,使传感器的使用、维护及替换变得非常简单方便,给现场的测试工程师带来了极大的方便,甚至普通工人就可以完成传感器的校准工作,可

以节省大量的测试时间。

3.2 数据查询的便捷可靠

将传感器的各种技术参数存储在传感器内部,可以方便现场的测试工程师进行时时的查询,也对数据的准确和可靠性有了进一步保证。数据可以在应用软件中查看、打印或归档到电子表格或数据库中,避免了对书面数据的存档,减轻了管理压力。

3.3 实现替换免标定

很多时候测力传感器都是配套相应的放大器一起使用的,所以相关的测试工程师不仅需要了解传感器特性,也必须熟悉相关的放大器操作,尤其是在单独更换了传感器或放大器后需要在现场对传感器或放大器进行重新标定,这个对测试工程师来说有很大的难度,另外现场的环境也可能产生标定误差,TEDS 技术可以实现对放大器的自动标定,所以免去了重新标定工作,也使得标定的数据更为准确,减少客户的现场技术支持时间。
 

4 TEDS 的安装及标定

4.1 TEDS的接线

IEEE 1451.4 允许连接 TEDS 模块的方式有很多种。但是最简单的方式就是使用两根额外的电

简单的说,TEDS 就是独立于测力传感器的存在,对于原四线制的传感器,增加两线改为使用六线导线,将多出的两根线连接 TEDS。对于原六线制的传感器则需要变更为使用八线导线。

4.2 TEDS的安装

TEDS 传感器体积非常小,重量也非常小,安装后几乎不增加传感器的重量,所以对于安装在传感器里的方式有以下几种。

4.2.1 置于传感器内部

对于尺寸足够大的测力传感器,TEDS 最好是可以独立安装在传感器内部,即在传感器出线处附近将 TEDS 传感器独立焊接,然后将 TEDS 数据内容与测力传感器的电源与信号线一起传出。

4.2.2 置于传感器外部

对于内部尺寸小的测力传感器,则考虑将TEDS 安装于传感器的外部,比较常见安装位置是在 9 芯插头内部,9 芯插头可以直接与设备连接。

4.3 TEDS信息写入步骤

4.3.1 用专用的读写设备连接 TEDS,打开相应的标定软件,准备对传感器的相关内容数据。

4.3.2 读取 TEDS 内容,并检查写入数据是否正确。

4.3.3 退出软件。
 

5 结论

近几年,由传统的测力传感器衍变而来的带TEDS 的“即插即用”智能测力传感器在自动化设备中已有较为广泛的应用,在一些需要快速测量,节省制造及后期维护,需要频繁改变测量配置或者是有大量的传感器需要连接等场合下,也是在慢慢的显现出它的特有优势。
当然,目前该种智能传感器也有着它自身的试参数,由于传感器的参数测试大部分是在工厂内部完成,与实际使用环境和实际的治具是有差别的,导致写入的参数是有偏差的,尤其是满量程的输出信号大小,从而会导致额外的误差产生,所以目前该种即插即用的传感器只是开始在精度稍低的测力传感器上使用,但是相信随着各厂家仿现场的测试标定的水平的提高及 TEDS 技术进步,该种传感器肯定可以在高精度的测力传感器上得到普遍的使用

 

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