-智能传感器测量的新标准-传感器即插即用(TEDS) 即插即用, 传感器, TEDS

chenchao8848

IEEE 1451.4提出的一项传感器新标准减少了传感器配置的时间和难题。该标准创建了一个通用
的方法，让传感器可以像计算机上USB鼠标一样即插即用。IEEE 1451.4定义了一套通过模拟信号接口，向
传感器加载自定义操作的机制。这个混合模式的接口把传统的模拟传感器信号与低成本的串行数字连接结
合在一起，以访问传感器内嵌的传感器电子数据表（TEDS）。为将“传感器即插即用”的优势延用于传统
型模拟传感器，虚拟TEDS 将以电子文档形式提供同样的传感器电子数据表。有了TEDS，传感器就可以向与
其连接的数据采集系统进行自我识别和描述。

chenchao8848

IEEE 1451.4 标准
---IEEE 1451.4标准为混合模式接口的智能型传感器定义了一种为传统模拟模式的传感器和传动器增加自
我识别技术的机制。在传感器制造商、仪器和软件供应商以及用户的共同开发之下， IEEE 1451.4 确定了
混合模式传感器的概念，该传感器既有模拟接口，也有数据接口。模拟电气接口将提供以传统方式反映物
理现象（比如温度、压力、力）的信号。
---而IEEE 1451.4 智能 TEDS 传感器也能够为与传感器中内置的记忆装置进行通信而提供数据接口。该记
忆装置中含有对传感器或传动器进行识别和描述的二进制 TEDS 信息。TEDS包含的信息包括：制造商、传
感器型号、序列号、测量范围、灵敏度及校准信息。
---相比以前在安装和配置测量系统时，配备有智能TEDS传感器的系统不仅可以自动输入重要的传感器参数
（如范围、灵敏度以及比例因子），同时还能提高系统的总体完整性和可靠性。
---IEEE 1451.4的与众不同是因为它还保留有传感器的模拟输出。因此，智能TEDS传感器可以与包含传统
模拟接口的旧系统兼容，可以轻而易举地对旧式传感器进行更新。其标准分为两大主要部分：标准化数据
表（TEDS）和混合模式接口。

chenchao8848

TEDS（传感器电子数据表）
---IEEE 1451.4 标准的核心是TEDS的定义，其结构极其紧凑，却拥有足够的灵活性与扩展性，可以应对范
围广泛的传感器类型和要求。TEDS信息分为几个关键部分。第一部分，即基本TEDS，包含着必要的传感器
识别信息，包括传感器的制造商、型号和序列号。第二部分，IEEE 标准TEDS，它包含传感器专用的“数据
表”信息—— 一般是正确配置电气接口并将测量数据转换为工程单位所需要的数据。典型的TEDS参数包括
测量范围、电气输出范围、灵敏度、功率要求以及校准数据。标准TEDS部分对使用传感器进行测量所需的
一切进行了描述。
---IEEE标准为不同的传感器类型规定了许多定义为模板的标准TEDS 格式。这些模板使测量系统可以将贮
存在智能传感器的EEPROM（或虚拟TEDS文档）中的二进制数据转换成为有意义的传感器规格。该标准还允
许制造商定义客户子模板，这些子模板可在标准模板之外使用，或取代标准模板，以适应特殊的参数和要求。
---TEDS的最后一部分，用来存放驻留在传感器中的自定义数据和信息。这是一个极其有用的属性，它可以
存放传感器位置（ID代码）、附加维修信息或其他驻留在传感器内的自定义信息。

chenchao8848

IEEE 1451.4 混合模式接口
---IEEE 1451.4所定义的智能TEDS传感器包括一个混合模式接口。标准中确定了两种类型的混合模式接
口，1类和2类接口。
---1类接口主要用于恒流源供电的压电式传感器，并为在单对传感器导线之上实现模拟模式与数字TEDS模
式之间的连续转换确定了一个方案。1 类传感器通过在TEDS上增加由电流方向控制的开关，通过改变电流
的方向，仪器系统可以将传感器转换成为数字TEDS模式。
---许多传感器类型都采用2类接口的形式，这需要用于数字TEDS通讯的额外导线。不修改传感器的模拟输
入/输出，而增加与模拟接口平行的双线TEDS接口。使用这种方式实际上可以在任何类型的放大式或非放大
式传感器或传动器上采用TEDS。使用2类的这种“增加”方式，可以轻而易举地对现有传感器进行更新。
---混合模式接口（1类或2类）数字部分基于Maxim/Dallas Semiconductor的单线协议。

chenchao8848

虚拟TEDS
---NI与全世界的传感器供应商已经认识到TEDS概念固有的优势，这一概念将为各种传感器提供标准化的描
述语言。TEDS数据结构可以对任何模拟传感器进行描述，而不论TEDS实际上是否位于传感器内置的EEPROM
之中。
---虚拟的TEDS文档存放在本地计算机或能通过网络访问的数据库中，而不在EEPROM上。这让大量的传统模
拟传感器无须内置EEPROM就能实现TEDS的益处。应用于传感器中不能使用EEPROM之类电子器件的传感器作
业环境之时，虚拟TEDS也很有价值。

虚拟与智能TEDS 传感器正快速应用于各种测试和测量，目前有许多供应商都正在提供智能TEDS 传感
器。NI同时提供用以读写虚拟与智能TEDS信息的硬件与软件。

chenchao8848

总结
---IEEE 1451.4 确定了一套相对简单而直接的机制，用以向传统型模拟传感器添加智能的即插即用能力。
“传感器即插即用”硬件、软件和传感器让各种测量系统在便于使用、精确可靠方面得到了实质性的提
高，不管它们是仅仅测量几个传感器的系统，还是通道数量大，可以测量数千个传感器的系统。随着该标
准得到认可，许多供应商，包括National Instruments都将致力于为虚拟和智能TEDS传感器发展“传感器
即插即用”产品。