即插即用傳感器(05-100)

　　“即插即用(P&P)傳感器”意指一種簡(jiǎn)單地插入一個(gè)特殊的管殼的容易安裝和使用的智能元件。無(wú)需拼命地打印數據表，閱讀使用手冊，敲打鍵盤(pán)，新型匹配好的一對高技術(shù)部件就能完成相應的工作。這就是說(shuō)，傳感器和用戶(hù)選定的數據采集(DA)已正成功地交換著(zhù)信息。

　　P&P概念是從計算機行業(yè)流行起來(lái)的，特指對用戶(hù)系統影響極小，甚至沒(méi)有影響的計算機與外部設備(打印機、掃描儀、傳真機)等互連技術(shù)。盡管P&P的含 義在使用初期有些混亂，但一經(jīng)開(kāi)放標準的具體表述，立即被廣泛地接受，且很大程度上甚至是必備的性能。鑒于它的可訪(fǎng)問(wèn)性和使用方便性，在傳感器行業(yè)也出現了采用P&P的呼聲。其好處是不言而喻的，安裝與維修成本低和使用壽命長(cháng)。

　　P&P傳感器

　　在傳感器行業(yè)，P&P表示具備了機器可讀取信息的一種增強型傳感元件，以便完成傳感器界面的自動(dòng)設置。設置過(guò)程通常承擔：將傳感器連接至DA系統、控制系統、數據網(wǎng)絡(luò )或其它較高級別需要傳感器數據的系統。信號的收集和解釋需要了解重要的傳感器特性和應用詳細信息。

 

　　圖1 P&P智能傳感器的基本功能組件

　　對最簡(jiǎn)單的事例，這些詳細信息包括：將測得的電信號變換為實(shí)際被測量的傳感器校正因子和被測量的物理單位。這一簡(jiǎn)單的事例假設是一種線(xiàn)性傳感器且是很多應用的有用近似。其它的事例可能需要更多的傳感器詳細信息：如工作的動(dòng)態(tài)范圍、未作測量時(shí)產(chǎn)生的偏移信號幅度、頻率響應、非線(xiàn)性校正、溫度效應補償以及老化校正。

　　這一組完整的信息常常稱(chēng)為傳感器電子數據表(TEDS)。雖然每一種協(xié)議對TEPS中的字段有自己的定義，但是IEEE1451標準確定了必選的和可選的TEDS類(lèi)型，這樣便能提供更多的信息。當傳感器實(shí)際地連接至較高級系統時(shí)(圖1)，P&P傳感器自動(dòng)告知某些因子或全部因子，最低限度減少用戶(hù)的參與。

　　P&P傳感器承擔著(zhù)將傳感器專(zhuān)用特性傳送給較高級系統的任務(wù)，因而需要一組標準規則或協(xié)議來(lái)規范通信的雙方，預期獲取什么信息，向對方傳送什么信息這些協(xié)議是長(cháng)期協(xié)商和探討的成果，其中一組就是IEEE通過(guò)的IEEE1451家庭智能傳感器標準(表1)。還有其它機構和專(zhuān)業(yè)部門(mén)也制訂了自己的協(xié)議。這里不存在“最佳”解決方案，每種應用的要求有助于最佳P&P方案的確定。

　　這些準規定了傳感器設置期間傳送內容的詳細信息、數據格式和有關(guān)傳感器與較高級系統間通信過(guò)程的技術(shù)信息。某些P&P傳感器系統 還有一個(gè)自動(dòng)發(fā)現過(guò)程，它在不斷地掃描端口，以確定是否連接了一個(gè)新器件。其它的系統則在電氣連接傳感器后啟動(dòng)一個(gè)設置過(guò)程。一旦設置參數傳送完畢，那未基于傳送的信息，傳感器的模擬/數字信號就能變換成有確定的物理單位且已校正的物理量。依據某些P&P傳感器的智能化程度，它也能發(fā)送其它相關(guān)信息：傳感器位置、序列號、狀態(tài)以及最新校正數據。倘若傳感器連接至網(wǎng)絡(luò )，在特性中也要解決連接事項。如果未提供此類(lèi)信息，則要留意其它信號接口事項。