Inteligentn senzory
Download
1 / 16

- PowerPoint PPT Presentation


  • 80 Views
  • Uploaded on

Inteligentní senzory. Ing. Soňa Orlíková Ústav automatizace a měřicí techniky FEKT VUT Brno. Definice senzoru. Senzor je vstupní blok měřicího řetězce, který je v přímém styku s měřeným prostředím. Citlivá část senzoru je označována jako čidlo.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about '' - skip


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
Inteligentn senzory

Inteligentní senzory

Ing. Soňa Orlíková

Ústav automatizace a měřicí techniky

FEKT VUT Brno


Definice senzoru
Definice senzoru

  • Senzor je vstupní blok měřicího řetězce, který je v přímém styku s měřeným prostředím.

  • Citlivá část senzoru je označována jako čidlo.

  • Senzor snímá měřenou neelektrickou veličinu a převádí ji na měřenou (ve většině případů elektrickou) veličinu.


Blokov sch ma m ic ho et zce
Blokové schéma měřicího řetězce

Senzor

Měřicí obvod

a zesilovač

Obvody pro

zpracování

signálu

A/Č

Mikropočítač


Inteligentn senzor
Inteligentní senzor

  • Označuje se také jako smart senzor

  • Inteligentní senzor v sobě zahrnuje vlastní čidlo, obvody pro úpravu signálu, A/Č převodník, mikroprocesor pro zpracování a analýzu signálu a obvody pro komunikaci s okolím.


Blokov sch ma inteligentn ho senzoru

Číslicový výstup RS 232 (RS 485)

Převodník (čidlo)

Elektrické obvody

A/Č převodník

P

Komunikační rozhraní

Neelektrická veličina (např. tlak)

Analogový výstup (I = 4 – 20 mA)

Napájecí zdroj

Ucc

Blokové schéma inteligentního senzoru


Struktura inteligentn ho senzoru
Struktura inteligentního senzoru

  • Vstupní část - zajišťuje vstup měřených veličin, převádí je na elektrickou veličinu a tu převádí na vhodný, případně i normovaný elektrický signál.

  • Vnitřní část - zpracovává vstupní signál, zajišťuje nastavení nulové hodnoty, kompenzaci vlivů okolí (např. teploty), linearizaci v celém rozsahu vstupních veličin, autokalibraci měřicí funkce, autodiagnostické funkce.

  • Výstupní část - zajišťuje komunikaci senzoru s následnými zařízeními, signalizaci vlastní funkce a stavu, případně převod číslicového signálu na normalizovaný analogový výstupní signál, signalizaci měřené veličiny.


Po adavky na inteligenci v jednotliv ch stech
Požadavky na inteligenci v jednotlivých částech

U vstupní části– převod neelektrické veličiny na elektrickou, zesílení a filtrace signálu, linearizace převodní charakteristiky, normování signálu, ochrana proti působení parazitních vlivů, atd.

Ve vnitřní části – A/Č převod, autokalibrace elektrické části měřicího řetězce, aritmetické operace, číslicová linearizace, statistické vyhodnocování naměřených dat, hlídání mezí, možnost přidání umělé inteligence.

Ve výstupní části – unifikace analogových výstupních signálů (ve většině případů je unifikace standardizována na hodnoty 0 – 10 V, 0 – 20 mA a 4 – 20 mA), komunikace prostřednictvím integrovaného rozhraní se sběrnicovým systémem, číslicově – analogový převod, apod.


V hody inteligentn ch senzor 1 2
Výhody inteligentních senzorů 1/2 částech

Omezení a kompenzace rušivých vlivů na měřicí převodník a výstupní signál (např. vliv teploty, vibrací, rušení při přenosu, atd.) pomocí číslicového přenosu informace.

Rozměrově kompaktní konstrukce s jediným napájením a se standardizovaným výstupním signálem (analogovým, číslicovým nebo kombinovaným).

Přesun úlohy měření a zpracování do místa senzoru - lokální předzpracování a prvotní testování platnosti naměřených údajů (linearizace, meze, trendy, jednoduchá filtrace, autodiagnostika ...)


V hody inteligentn ch senzor 2 2
Výhody inteligentních senzorů 2/2 částech

Kontrola integrity údajů (např. vyloučením z fyzikálního hlediska rozporných výsledků). Dálková diagnostika senzorů pomocí obousměrné komunikace po sběrnicích.

Dálková diagnostika usnadňuje rozšíření IS do automobilového a leteckého průmyslu - diagnostika senzorů na těžko přístupných místech.

Možnost zapojení do sítě. Umožněním adresace senzorů lze jednotlivé senzory centrálně nastavovat a testovat.

Možnost decentralizovaného zpracování naměřených hodnot. V rozsáhlých měřicích systémech dochází k výraznému snížení zátěže centrálního subsystému, uvolněný výkon centra lze využít na jiné účely.


Nev hody inteligentn ch senzor
Nevýhody inteligentních senzorů částech

  • Cena

  • Omezené použití v těžkých podmínkách (agresivní prostředí, vysoké teploty, magnetické pole, rušení, atd.)


Pou it inteligentn ch senzor
Použití inteligentních senzorů částech

  • Teplota

  • Tlak

  • Síla

  • Průtok

  • Vibrace

  • Zrychlení

  • Atd.


P klad inteligentn ho senzoru pr toku
Příklad inteligentního senzoru průtoku částech

  • Příklad kompenzovaného hmotnostního průtokoměru – Mass ProBar od firmy Dieterich Standard Inc. (Rosemount, Inc.)

  • Základem je senzor průtoku – Annubar Diamont II+

  • Mass ProBar je velmi přesný průtokoměr určený k měření hmotnostního průtoku kapalin, plynů a páry v potrubí od 13 – 1825 mm.


Slo en mass probar
Složení Mass ProBar částech

  • Primární čidlo Annubar

  • Ventilová souprava

  • Víceparametrový převodník

Mass ProBarr měří tlak, teplotu a tlakovou diferenci v jednom

převodníku, čímž se sníží náklady na instalaci. Elektronika

víceparametrového převodníku umožňuje měřit tři procesní

proměnné a vypočítat hmotnostní průtok. S využitím této

dynamické kompenzace je dosažena přesnost ±1,3 % z

hmotnostního průtoku a rozsah průtoků 8:1.


Mass probar

Víceparametrová elektronika měří tlak, teplotu a tlakovou diferenci a počítá skutečný hmotnostní průtok. Výstupem je hmotnostní průtok s protokolem HART, který je možno rozdělit na výstupy 4 – 20 mA pro všechny proměnné

Integrovaná ventilová souprava

Připojení pomocí přírub nebo patentovaného systému

Ověřený senzor Annubar snímá profil průtoku. Integrovaný odporový teploměr uvnitř senzoru měří teplotu média.

Mass ProBar


Procesn prom nn
Procesní proměnné tlakovou diferenci a počítá skutečný hmotnostní průtok. Výstupem je hmotnostní průtok s protokolem HART, který je možno rozdělit na výstupy 4 – 20 mA pro všechny proměnné

  • Teplota je měřena pomocí platinového Pt100 teploměru, který je pro rozměry od 100 mm integrálně umístěn v Mass ProBaru. Komora senzoru Annubar je izolována od procesního média a slouží jako ochranná jímka.

  • Statický tlak je měřen na vysokotlaké straně senzoru Mass ProBar.

  • Tlaková diference je snímána senzorem Annubar Diamond II+.


Konfigurace a pr ce senzoru
Konfigurace a práce senzoru tlakovou diferenci a počítá skutečný hmotnostní průtok. Výstupem je hmotnostní průtok s protokolem HART, který je možno rozdělit na výstupy 4 – 20 mA pro všechny proměnné

  • Průtokoměr se konfiguruje pomocí software, kde jsou uložena data o 125 tekutinách podle AICHE.

  • Specifické řešení pro danou aplikaci je vloženo do elektroniky Mass ProBaru.

  • Hmotnostní průtokoměr Mass ProBar snímá celý profil průtoku a vytváří přesný signál tlakové diference.

  • Pro výpočet hmotnostního průtoku se využívá rovnice kompenzující všechny proměnné.


ad