第五讲智能式传感器.pptVIP

* * 河 南 工 业 职 业 技 术 学 院 电 气 工 程 系 一、智能式传感器的特点 二、智能式传感器的构成 三、采样保持器 四、A/D转换器 五、模拟多路开关 第五讲 智能化传感器 智能式传感器就是一种带有微处理器的，兼有信息检测、信息处理、信息记忆、逻辑思维与判断功能的传感器。 一、智能式传感器的特点 ① 具有逻辑判断、统计处理功能。可对检测数据进行分析、 统计和修正，还可进行线性、非线性、温度、噪声、响应时间、 交叉感应以及缓慢漂移等的误差补偿，提高了测量准确度。  ② 具有自诊断、自校准功能。可在接通电源时进行开机自检，可在工作中进行运行自检，并可实时自行诊断测试，以确定哪一组件有故障，提高了工作可靠性。 ③ 具有自适应、自调整功能。可根据待测物理量的数值大小及变化情况自动选择检测量程和测量方式，提高了检测适用性。  ④ 具有组态功能。可实现多传感器、多参数的复合测量， 扩大了检测与使用范围。 ⑤ 具有记忆、存储功能。可进行检测数据的随时存取，加快了信息的处理速度。  ⑥ 具有数据通讯功能。智能化传感器具有数据通讯接口， 能与计算机直接联机，相互交换信息，提高了信息处理的质量。 二、智能式传感器的构成 图7-5-1 智能传感器的结构框图 DIP型智能式压力传感器的构成框图，它是一个典型的智能式压力传感器。由图可以看出，智能式传感器的构成一般分为三个部分：主传感器、辅助传感器和微机硬件系统。 图7-5-2 DTP型智能式压力传感器 主传感器用来测量被测量，本例为压力传感器。辅助传感器用来监测主传感器工作环境量的变化，以便修正和补偿环境量变化影响而带来的测量误差，一般为压力传感器、温度传感器、湿度传感器等，本例为压力和温度传感器。微机硬件系统用于对传感器输出微弱信号进行放大、处理、存储和与计算机通信，具体由传感器应具备的功能而定，DIP就有一个串行输出口，以RS-232指令格式传输数据。图中，UART为异步发送/接收器，PFA为程控放大器。由此可见，智能式传感器具有较强的自适应能力。 三、智能式传感器举例 美国霍尼韦尔公司推出的DSTJ-3000差压、压力变送器，是在同一块半导体基片上用离子注射法配置扩散了差压、静压及温度三种传感元件。如图7-5-3所示为该变送器组成框图，它由变送器、现场通信器和传感器脉冲调制器组成。 变送器是固态4～20mA二线制压力变送器，其组件可以互换，里面由传感器、电源、输入/输出、存储器及微处理器(8bit)组成。现场通信器的作用是发信息，使变送器的预编子程序开始工作。传感器脉宽调制器是将变送器的输出变为脉宽调制信号。 1.DSTJ—3000智能式差压、压力变送器 图7-5-3 DSTJ—3000智能式差压、压力变送器 DSTJ—3000量程宽，可调到100:1，而一般模拟变送器仅达10:l，用一台仪表可覆盖多台变送器的量程；精度高，可达土0.1％。为了使传感器在整个环境变化的范围内，均能得到非线性补偿，厂家逐台进行差压、静压、温度试验，采集每个测量头的固有特性数据并存入各自的PROM中，通过计算机组成专用三维测试调整系统。 如图7-5-4所示智能式温度传感器是由单片机和KTY硅传感器组成。单片机备有2K字节的ROM、一个9位ADC、一个键盘扫描接口、一个LED显示控制接口和I/O接口。硅传感器的输出通道AN0、AN1、AN2的输出直接送ADC。单片机可将实际测量值转换成显示用的K、℃或其他温度单位。 图7-5-4 2.智能式温度传感器