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TEDS:節約費用和安裝時間,應用更可靠
(本文參考www.HBM.com,進行的知識整理和彙總)
在選擇傳感器時,技術要求已經不是唯一要可慮的。操作簡單也非常重要。
安裝必須快速且簡便,測量鏈的設置也需要高效且無差錯。
傳統力傳感器僅提供大量的機械參數供參考,但是與相關傳感器特性有關的測量鏈在線標定也是需要考慮的。相關的工程師不僅需要了解傳感器特性,也必須熟悉相關的放大器操作。許多測試工程師希望傳感器帶有標定數據,序列號和類型名稱等信息。TEDS ("傳感器電子參數表") 技術是這幾年提供的解決方案。
1,TEDS 是什麼?
TEDS( Transducer Electronic Data Sheets)是一種帶有傳感器信息的特殊微型電子芯片。
TEDS技術由IEEE1451.4標準描述。由於IEEE1451是國際公認的標準,此標準描述了TEDS 的電連接,其優點是來自不同製造商的傳感器和放大器能夠相互兼容,組合在一個系統中。
TEDS芯片中的所有數據都存儲在模板中,這些模板可以被想象成表,包含傳感器參數列表。其帶有多種模板,可用於各種不同的傳感器,如雅典傳感器、橋路傳感器(應變技術)或電流輸出傳感器。
每個 TEDS 芯片都包含一個 TEDS 基礎模板。以下信息被存儲在這個模板中:
- 傳感器製造商
- 傳感器型號
- 版本號
- 傳感器序列號
編碼案例
如果在 TEDS 下的製造商 ID 編號是 23,這意味着製造商是 越過山丘呀。傳感器芯片將傳輸 "23 到放大器。放大器的固件必須知道這個編號。這同樣適用於傳感器系列編號等。相關的製造商具有這些數據集。
2,傳輸數據模板
一旦 TEDS 基礎模板被讀取,傳感器參數就可以被傳送。
TEDS 技術支持任何類型的傳感器技術,例如基於應變的力傳感器(橋路傳感器)、頻率輸出(增量編碼器,扭矩傳感器)或電壓輸出等。
除了傳感器的靈敏度信息外,基本 TEDS 還包括其他重要數據,例如參考激勵電壓,橋路電阻或是標定日期。
非常重要的是,這些數據通過重新標定可以被重寫。即使是額定數據的微小變化。
3,TEDS在傳感器上的使用
TEDS 與基於應變的傳感器的電連接可以使用六線制來完成。
巧妙的電路設計使 TEDS 傳感器能在兩個不同的狀態間切換。當切換到“讀取TEDS”狀態時,TEDS 被讀出。當切換到“測量”時,傳感器像正常傳感器一樣工作。該技術的主要優點是可以使用現有的接線方式。另外,也有可能添加兩根額外的導線用於連接TEDS和數據採集系統。
4,TEDS實際工作的線路連接
IEEE 1451.4 允許多種方式連接 TEDS 模塊。
(1)二級連接
最簡單的方式就是使用兩根額外的電纜來連接 ,如圖所示。
這種方法有非常高的侷限性:
- 生產線或是測試臺上使用的傳感器通常爲六芯電纜 (兩根用於供電,兩根用於反饋以消除電纜影響,兩根用於信號傳輸)。加上兩根電纜意味着電纜需要完全更換。
- 但對於應變傳感器來說,市場上幾乎沒有高品質的8芯電纜可供使用。
(2)零線連接
零線技術的基本功能:電壓脈衝打開開關,數據從芯片中讀取。當開關關閉,芯片通過 反饋/激勵 電纜短路,傳感器進入測量模式。
這稱爲用於 1 級傳感器的標準。傳感器電纜用於讀取數據或是進行測量。放大器讀取傳感器數據時不能進行測量,反之也然。這種方式通常用於 IEPE 傳感器。
另外一種方法稱爲零線配置。同樣不需要更換電纜。
在這種方法中,TEDS 模塊安裝在測量橋路中的供電和反饋線之間,如圖所示:
這種電路不允許用戶在測量過程中讀取傳感器數據。電壓脈衝來控制切換。電子開關打開切斷反饋線,數據被讀出。關閉將切換爲測量模式。
5,TEDS安裝在哪裏
TEDS 最好是獨立安裝在傳感器內部。
然而這對非常小的傳感器來說是不可能的。在這種情況下,TEDS 芯片可以安裝在插頭中。
6,缺點
TEDS 對測量精度的影響
TEDS 對於精度的影響是存在的,因爲在反饋線上施加了額外的電阻。
由於6線電路測量的是反饋線和激勵線之間的電壓,放大器的輸入電阻非常高,因此非常小的電阻變化都會變得明顯。
5,優點
(1)當將 具有TEDS的傳感器 連接到 能夠讀取TEDS芯片的數據採集系統 (或者放大器)時,測量鏈設置自動執行。不僅可以大大減少設置時間,並且能杜絕任何設置錯誤帶來的風險。
這確保了精確可靠的測量,尤其是需要頻繁改變配置和連接不同傳感器的測量系統。
(2)非常小的數據量 – 快速傳輸
數據傳輸在數分鐘內即可完成。如果製造商不支持標準,用戶可選擇性地描述完整 TEDST。TEDS 芯片通過傳感器或是電纜安裝在標準傳感器上,只需採用相關硬件進行描述即可。現存的傳感器都可以通過此方法完成 TEDS 改造。
(3)通過軟件技術可實現高精度的信息採集,而且成本低;具有一定的編程自動化能力;功能多樣化。