Einführung in die TEDS-Sensoren

IEEE 1451.4 ist der Standard, der die Architektur und das Protokoll für die Kompilierung und Adressierung nichtflüchtiger Speicher in analogen Messsensoren definiert. Nach der Programmierung können die auf dem Speicherchip gespeicherten Daten heruntergeladen und in einem automatisierten Prüfszenario verwendet werden. Diese digitalen Informationen werden als Transducer Electronic Data Sheet (TEDS) bezeichnet.

Die Möglichkeit, sensor-spezifische Informationen zu speichern, bietet viele Vorteile:

• Mehrkanalige Prüfungen werden dadurch beschleunigt, dass die Sensoren ihren Kalibrierwert, ihre Modellnummer, ihre Seriennummer und andere Spezifikationen mitteilen können, die dann von den Datenerfassungsgeräten verwendet werden.
• Intelligente Signalaufbereitungsgeräte können die Sensoren nach ihren Kalibrierungsdaten abfragen und ihre Ausgangssignale automatisch normalisieren.
• Papierkram und Buchhaltungsfehler werden reduziert, während die Konformität mit den Anforderungen der von der DQS, Inc. zertifizierten ISO 9001:2015 und QS 9000 für die Aufzeichnung von Kalibrierungen erhalten bleibt.
• Signifikante Reduzierung der Hardware- und Software-Einrichtungszeit.
• Das Durchsuchen mehrerer Kabel, um die Eigenschaften des angeschlossenen Sensors zu ermitteln, entfällt.

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TEDS ist ein nichtflüchtiger Speicher in einem Sensor, der zum Speichern von Informationen über diesen Sensor verwendet wird. Der Hersteller kann erste Informationen in den TEDS-Chip programmieren. Dazu können Herstellername, Sensortyp, Modellnummer, Seriennummer und Kalibrierungsdaten gehören. Der zugewiesene Speicherplatz ermöglicht es dem Endbenutzer, Informationen wie die Standortidentifikation, das letzte Kalibrierungsdatum und andere einzigartige sensorbezogene Attribute hinzuzufügen.

Der Sensor arbeitet in einem gemischten Modus (analog oder digital). Die im TEDS-Chip gespeicherten Informationen werden heruntergeladen, wenn der Sensor im digitalen Modus arbeitet. Im analogen Modus funktioniert der Sensor normal als Messgerät. Ein geeigneter TEDS-Signalaufbereiter oder ein Datenerfassungs-Frontend wird für den Zugriff auf den Sensorspeicher verwendet. Die digitale Kommunikation erfolgt über die gleichen Leitungen, die normalerweise für die Übertragung analoger Messsignale verwendet werden. Sobald die entsprechenden Daten vom Sensor übertragen wurden, wird die Speicherschaltung abgeschaltet und der Sensor nimmt den normalen Analogbetrieb wieder auf. Ein TEDS-Sensor kann mit einem herkömmlichen Signalaufbereiter verwendet werden, allerdings besteht dann kein Zugriff auf den Speicher. Ein herkömmlicher Sensor kann auch mit einem TEDS-Signalaufbereiter verwendet werden, allerdings ohne TEDS-Funktionalität.

Um eine universelle Anwendbarkeit zu gewährleisten, wird die Architektur dieser Technologie durch die Norm IEEE 1451.4 Smart Transducer Interface definiert. Durch die Konformität mit einem universellen Standard kann jeder TEDS-Sensor von jedem TEDS-Signalwandler angesprochen werden, unabhängig vom Hersteller. PCB® Group Inc. verfügt über Produkte, die dem Standard entsprechen, und hat bereits Tausende von TEDS-fähigen Sensoren und Signalkonditionierern für Installationen in der ganzen Welt geliefert.

Die TEDS-Speicherschaltung ist in den ICP®-Sensor neben der herkömmlichen Signalaufbereitungsschaltung integriert. Eine Diodentrennung erleichtert die Umschaltung zwischen der ICP®-Sensorschaltung und der TEDS-Schaltung. Der Sensor funktioniert wie ein normales Messgerät und gibt ein analoges Messsignal aus, wenn er mit einer konventionellen positiven Spannung vorgespannt wird. Der TEDS-Speicher wird zugänglich, wenn der Sensor in umgekehrter Richtung vorgespannt wird und eine negative Spannung anliegt. Der TEDS-Signalkonditionierer erzeugt die Impulse für die umgekehrte Vorspannung bzw. die negative Spannung. Diese Impulse fragen den Speicher ab, und der Inhalt wird dann über dieselben beiden Drähte zurück an den Signalaufbereiter und den steuernden PC übertragen. Die Daten stehen dann in der Anwendungssoftware zur Ansicht, zum Einrichten von Kanälen, zum Drucken oder zur Archivierung in einem Tabellenkalkulations- oder Datenbankformat zur Verfügung. Da der TEDS-Schaltkreis recht klein ist, trägt er nur wenig zum Gewicht des Sensors bei und beeinträchtigt die Sensorleistung nicht. Dadurch kann der TEDS-Schaltkreis auch in praktisch jeden ICP®-Sensor eingebaut werden. Ausgenommen sind nur die kleinsten Sensoren, bei denen einfach kein zusätzlicher Platz für TEDS zur Verfügung steht.