background image

 

 

Publikacja jest dystrybuowana bezpłatnie 

 
 
 
 
 
 
 

LABORATORIUM OPROGRAMOWANIA SYSTEMÓW POMIAROWYCH 

 

Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego 

 
 
 
 
 
 
 
 
 

Ć

wiczenie: Kondycjonowanie sygnałów oraz standard IEE1451 

 

 
 
 
 
 
 
 
 

Politechnika Śląska 

Instytut Automatyki 

Zakład Pomiarów i Systemów Sterowania 

 

Opracował: dr inż. Roman Wyżgolik 

ver.03.2010 

 
 
 
 
 

background image

 

1. Cel ćwiczenia 
 

Celem ćwiczenia jest wprowadzenie studenta w zagadnienia związane z kondycjonowaniem 

sygnałów z czujników pomiarowych oraz zapoznanie ze standardem IEEE 1451, dotyczącym 
interfejsu  dla  przetwornika  inteligentnego.    Zadania  związane  z  realizacją  ćwiczenia 
realizowane  będą  w  środowisku  programowania  LabVIEW.  Zakłada  się  umiejętność 
tworzenia subVI’s. 

 

2. Strandard IEEE 1451 
 

Temat  standardu  IEEE  1451  poruszony  został  ponad  10  lat  temu,  kiedy  jego 

pomysłodawcom  wydawało  się,  że  konkurencyjne  do  siebie  standardy  sieciowe  i  protokoły 
wykorzystywane w przemysłowych sieciach kontrolno – pomiarowych, spowodują nadmierne 
skomplikowanie  konfiguracji  takich  sieci  oraz  wzrost  kosztów  zakupu  nowej  aparatury 
kontrolno – pomiarowej. 

W  1996  roku  po  raz  pierwszy  oficjalnie,  w  postaci  normy  IEEE  1451.2  pojawiła  się 

koncepcja interfejsu dla  inteligentnych przetworników – przy  czym pod  nazwą przetwornik 
kryje się zarówno czujnik czy przetwornik pomiarowy jak i aktuator (element wykonawczy). 
Obecnie  istnieje  seria  norm  opisujących  standard  interfejsu  inteligentnego,  tzw.  standard 
IEEE  1451,  z których  każda  opisuje  pewną  część  interfejsu  (wspólna  nazwa  standardu  to 
IEEE  Standard  for  a  Smart  Transducer  Interface  for  Sensors  and  Actuators).  Poniżej 
przedstawiono  aktualny  stan  normalizacji  w  zakresie  omawianego  standardu  –  normy 
z oznaczeniem P są w fazie projektu.  
IEEE  Std  1451.0-2007

  Common  Functions,  Communications  Protocols  and  Transducer 

Electronic  Data  Sheets  (TEDS)  Formats  –  wspólne  funkcje,  protokoły  komunikacyjne 
i formaty elektronicznej karty katalogowej przetwornika [1] – norma opublikowana, zastąpiła 
normę IEEE 1451.1. 
IEEE Std 1451.1-1999

 Network Capable Application Processor (NCAP) Information Model 

– model informacyjny procesora sieciowego [2] – zastąpiona pzez IEEE 1451.0. 
IEEE  Std  1451.2-1997

  Transducer  to  Microprocessor  Communication  Protocols  and 

Transducer Electronic Data Sheet (TEDS) Formats – protokoły komunikacyjne przetwornik-
mikroprocesor  i  formaty  elektronicznej  karty  katalogowej  przetwornika  [3]  –  norma 
opublikowana, obecnie aktualizowana. 
IEEE  Std  1451.3-2003

  Digital  Communication  and  Transducer  Electronic  Data  Sheet 

(TEDS)  Formats  for  Distributed  Multidrop  Systems  –  komunikacja  cyfrowa  i  formaty 
elektronicznej  karty  katalogowej  przetwornika  dla  rozproszonych  systemów  połączeń 
wielopunktowych [4] – norma opublikowana. 
IEEE  Std  1451.4-2004

  Mixed-Mode  Communication  Protocols  and  Transducer  Electronic 

Data  Sheet  (TEDS)  Formats  –  protokoły  komunikacyjne  trybu  mieszanego  i  formaty 
elektronicznej karty katalogowej przetwornika [5] – norma opublikowana. 
IEEE  Std  1451.5-2007

 Wireless Communication Protocols and Transducer Electronic Data 

Sheet  (TEDS)  Formats  –  protokoły  komunikacji  bezprzewodowej  i  formaty  elektronicznej 
karty katalogowej przetwornika [6] – norma opublikowana. 
IEEE P1451.6

 A High-speed CANopen-based Transducer Network Interface for intrinsically 

safe and non-intrinsically safe applications – szybki interfejs sieciowy przetwornika oparty na 
CANopen dla zastosowań iskrobezpiecznych i nieiskrobezpiecznych – w opracowaniu. 

Na  rys.1  zestawiono  wszystkie  normy  w  sieć.  Każda  norma  jest  tak  zaprojektowana,  że 

może  być  wykorzystany  łącznie  z pozostałymi  lub  niezależnie.  I  tak  na  przykład  dla  IEEE 
1451.X (X = 2, 3, 4, 5, 6, ...) rolę procesora sieciowego z IEEE 1451.1 może przejąć dowolne 
urządzenie, zwykle  jest to komputer PC z odpowiednim oprogramowaniem. 

background image

 

2.1 Struktura przetwornika inteligentnego według IEEE 1451

  

 
Struktura inteligentnego przetwornika zgodnego z standardem IEEE 1451 pokazana jest na 

rys.2.  Ideą standardu było wprowadzenie technologii plug and play, ułatwiającej dołączanie 
przetwornika  dowolnego  producenta  do  dowolnej  sieci  kontrolno  –  pomiarowej  tak,  aby 
uniezależnić  przetwornik  od  protokołu  wykorzystywanego  w  danej  sieci.  Interfejsem 
sieciowym miał być specjalny procesor sieciowy, tzw. NCAP – Network Capable Application 
Processor. Koncepcja nie do końca się przyjęła, jednak pewne elementy standardu okazały się 
niezwykle użyteczne. W szczególności norma IEEE 1451.4 wprowadza ciekawe rozwiązania 
techniczne,  które  na  świecie,  szczególnie  wśród  producentów  czujników  i systemów 
pomiarowych, znalazły  uznanie i zostały tym samym wdrożone do oferowanych przez nich 
produktów. 

To,  co  zdecydowało  o  popularności  standardu  to  wprowadzenie  szablonów  TEDS  (patrz 

rys.2  Elektroniczna  karta  katalogowa  –  TEDS)  –  informacji  o  czujniku/przetworniku 
zamieszczonych  w pamięci  elektronicznej,  np.  EEPROM,  które  to  informacje  umożliwiają 
niemal  bezobsługową  konfigurację  przetwornika  w systemie  (patrz  rys.3,  Sygnał  cyfrowy 
(dane)).  Opracowano  szereg  szablonów  TEDS  dla  różnego  rodzaju  czujników.  Szablony  te, 
w zamierzeniu  twórców  normy,  powinny  wyczerpać  zakres  dostępnych  i  powszechnie 
wykorzystywanych czujników. 

 

 

 

Rys. 1.  Zestawienie norm serii IEEE 1451 

 

background image

 

 

 

Rys. 2.  Struktura przetwornika inteligentnego [7] 

 

 

 

Rys. 3.  Moduł czujnika pomiarowego wyposażonego w elektroniczną kartę katalogową TEDS 

 

Rozwiązania  techniczne  zawarte  w  normie  IEEE  1451.4  można  stosować  do  czujników 

w istniejących już systemach pomiarowych. W najprostszym przypadku wystarczy wówczas 
skorzystać  z  tzw.  Virtual  TEDS,  czyli  informacji  TEDS  zapisanych  na  dysku  komputera, 
z których  skorzystać  należy  przy  konfiguracji  kanałów  pomiarowych  urządzenia 
rejestrującego. Takie podejście zobrazowano na rys.4. 

 

 

 

Rys. 4 Wykorzystanie wirtualnych TEDS do konfiguracji systemu pomiarowego

 

background image

 

 Kolejnym rozwiązaniem jest doposażenie czujnika w pamięć EEPROM – najczęściej wiąże 

się to ze zmianą okablowania (w nowym kablu pamięć TEDS instalowana jest przy złączu od 
strony  czujnika  lub  urządzenia  rejestrującego,  ewentualnie  w dowolnym  miejscu  kabla  jako 
dodatkowy  moduł).  Należy  jednak  wówczas  zakupić  lub  opracować  i zbudować  urządzenie 
rejestrujące (np. komputer PC + karta przetworników analogowo – cyfrowych kompatybilna 
z TEDS  +  moduł  zacisków  wejściowych  TEDS)  umożliwiające  odczyt  i  ewentualny  zapis 
danych do pamięci TEDS. 

Do  podłączenia  czujnika  do  urządzenia  rejestrującego  zaprojektowano  tzw.  interfejs 

mieszany MMI (Mixed Mode Interface). Zaproponowane zostały dwie klasy interfejsu MMI, 
różniące  się  sposobem  podłączenia  czujnika  wyposażonego  w pamięć  TEDS  do  NCAP  lub 
jakiegokolwiek  systemu  rejestracji  danych  pomiarowych.  Oba  interfejsy,  pokazane  na  rys.5 
i rys.6,  w części  cyfrowej  (odczyt  i  zapis  pamięci  TEDS)  bazują  na  protokole  1-Wire, 
opracowywanym  przez  firmę  Maxim-Dallas  Semiconductor.  Interfejs  klasy  1  opracowano 
głównie  dla  piezoelektrycznych  akcelerometrów  i  mikrofonów,  w  których  zasilanie 
wbudowanego w czujnik wzmacniacza dostarczane jest przewodem sygnałowym. Tam, gdzie 
nie  jest  możliwe  współdzielenie  przewodu  sygnałowego  dla  danych  cyfrowych  TEDS 
i sygnału pomiarowego (analogowego), wykorzystuje się interfejs klasy 2. Część analogowa 
pozostaje niezmieniona dla danego czujnika pomiarowego (np. dla rezystancyjnego czujnika 
temperatury  można  wykorzystać  2,  3  lub  4  przewody  w zależności  od  wybranej  metody 
pomiaru rezystancji). 

 

 

 

 

Rys. 5.  Interfejs MMI klasy 1 

 

 

 

Rys. 6.  Interfejs MMI klasy 2 

 
 

 

background image

 

2.2 Struktura TEDS w IEEE 1451.4 
 

Szablon  TEDS  jest  częścią  elektronicznej  karty  katalogowej  TEDS,  i  zawiera  dane 

dotyczące  konkretnego  typu  i  konkretnego  egzemplarza  czujnika.  Zawartość  TEDS 
przedstawiono w tab. 1. 

 
 

Tab. 1. Zawartość elektronicznej karty katalogowej TEDS 

Informacje podstawowe (Basic TEDS) 64 bity 

Szablon standardowy (Standard Template 

TEDS; identyfikator od 25 do 39) 

Szablon kalibracji (Calibration Template 

TEDS; identyfikatory od 40 do 42) 

Dane użytkownika (User Data) 

 
2.2.1 Basic TEDS 
 

Do poprawnej identyfikacji czujnika w systemie pomiarowym wystarczą informacje zawarte 

w  Basic  TEDS,  które  są  obligatoryjne.  Pozostałe  informacje,  czyli  szablon  standardowy, 
szablon  kalibracji  oraz  dane  użytkownika  są  opcjonalne.  Basic  TEDS  zawierają  jedynie 
informacje  odnośnie  producenta  i modelu  czujnika  pomiarowego.  Zawartość  Basic  TEDS 
pokazano w tab. 2.  

 

Tab. 2 Zawartość Basic TEDS 

 

Ilość bitów 

Dostępne wartości 

Manufacturer ID 

14 

17 - 16381 

Model Number 

15 

0 – 32767 

Version Lester 

A – Z (5-bitowy kod znaku Chr5) 

Version Number 

0-63 

Serial Number 

24 

0- 16777215 

 
 
2.2.2 Szablony TEDS 
 

Dla pełniejszej konfiguracji czujnika w systemie, konieczne jest wykorzystanie szablonów. 

Opracowano 16 szablonów standardowych starając się ująć wszystkie dostępne na rynku typy 
czujników,  co  nie  do  końca  stało  się  możliwe  [8].  I  tak  mamy  np.  szablony  dla 
termoelementów, czujników przyspieszenia, tensometrów. Są też trzy szablony uniwersalne, 
dla  czujników  z  wyjściem  napięciowym,  rezystancyjnym  i  prądowym.  Szablony  kalibracji 
wykorzystane  mogą  być  do  zapisania  charakterystyki  przetwarzania  czujnika  uzyskanej 
w procedurze  kalibracji,  zaś  dane  użytkownika  mogą  zawierać  np.  informację  o miejscu 
zamocowania  czujnika  w  instalacji  pomiarowej.  Szablony  zdefiniowane  w  IEEE  1451.4 
zestawiono w tab. 3. 

 
 
 
 

background image

 

Tab. 3 Szablony TEDS 

Typ 

ID szablonu 

Nazwa szablonu 

25 

Accelerometer/Force transducer w. const. curr. ampl. 
/Akcelerometr  /  Przetwornik  siły  z  wbudowanym 
wzmacniaczem 
ładunkowym 

26 

Charge amplifier (incl. attached accelerometer) 
/Wzmacniacz ładunku wraz z akcelerometrem 

43 

Charge amplifier (incl. attached force transducer) 
/Wzmacniacz ładunku wraz z czujnikiem siły 

27 

Microphones w. built-in preamp. 
/Mikrofony z wbudowanym przedwzmacniaczem 

28 

Microphone preamps. w. attached micr. or system 
/Przedwzmacniacz mikrofonu z mikrofonem 

29 

Microphones (capacitive) 
/Mikrofony (pojemnościowe) 

30 

High-level voltage output sensors 
/Czujniki z wyjściem napięciowym 

31 

Current loop output sensors 
/Czujniki z wyjściem prądowym 

32 

Resistance sensors /Czujniki rezystancyjne 

33 

Bridge sensors /Czujniki w układzie mostka 

34 

AC linear/rotary variable differential transformer 
(LVDT/RVDT) sensors 
/Czujniki przemieszczenia liniowego/kątowego 

35 

Strain gage /Tensometr 

36 

Thermocouple /Termoelement 

37 

Resistance temperature detectors (RTDs) 
/Rezystancyjne metalowe czujniki temperatury 

38 

Thermistor /Termistor 

Transducer Type templates 

/Szablony typu przetwornika 

39 

Potentiometric voltage divider 
/Potencjometryczny dzielnik napięcia 

40 

Calibration table /Tablica kalibracyjna 

41 

Calibration  curve  (polynomial)  /Krzywa  kalibracji 
(wielomianowa) 

Calibration templates 

/Szablony kalibracyjne 

42 

Frequency response table 
/Tablica charakterystyki częstotliwościowej 

 
 
Norma  IEEE  1451.4  zawiera  trzy  standardowe  szablony,  zaprojektowane  jako  szablony 

kalibracyjne, które mogą być użyte w połączeniu z jednym z szablonów typu przetwornika. 
Tablica  kalibracyjna  (calibration  table,  szablon  40)  i  krzywa  kalibracji  (calibration  curve, 
szablon 41) zapewniają sposób pełnego opisu charakterystyki przetwarzania czujnika.  

 

Szablon 40 – Calibration Table Template 

 
Szablon  40  pozwala  na  włączenie  informacji  określających  przebieg  charakterystyki 

przetwornika.  W  szablonie  opisuje  się  ją  w  postaci  tablicy  par  danych,  tj.  punktu  na 
charakterystyce  oraz  zanotowanej  w  nim  różnicy  pomiędzy  wartością  zmierzoną 
a prawdziwą.  Szablon  ten  wykorzystuje  zakresy  wielkości  fizycznych  i  elektrycznych 
opisanych w szablonie (typu) czujnika oraz określa arbitralnie liczbę punktów kalibracyjnych 
możliwą do zapisu w tych zakresach. 

 

Szablon 41 – Calibration Curve Template 
 

background image

 

Szablon  41  przewidziano  do  opisu  charakterystyk  przetworników  równaniami 

przetwarzania. Charakterystyki możemy opisać przedziałami, stosując wielomiany (w normie 
stosowane  jest  określenie  multi-segment  polynomial  calibration  curve).  Wielomiany 
opisujące  charakterystykę  mogą  być  dowolnego  stopnia.  Również  liczba  przedziałów  może 
być dowolna (maksymalnie 255). W ten sposób zapewniono pewną dowolność w tworzeniu 
funkcji opisującej charakterystykę przetwarzania czujnika. 

 

Szablon 42 – Frequency Response Table 
 

Norma  opisuje  dwa  sposoby  przedstawiania  charakterystyki  częstotliwościowej 

przetwornika.  Charakterystykę  możemy  przedstawić  podając  zera  i  bieguny  transmitancji 
przetwornika  lub  podając  zależności  modułu  od  fazy  w  postaci  tablicy.  Szablon  42  opisuje 
charakterystykę  częstotliwościową  czujnika  wg  drugiej  metody,  tj.  jako  charakterystykę 
amplitudowo-częstotliwościową. 

 
Słabością  szablonów  TEDS  jest  format  zapisu  danych.  Wszystkie  dane  zawarte 

w elektronicznej  karcie  katalogowej  nie  mogą  zajmować  więcej  niż  256  bitów  dla  jednego 
czujnika. Aby to uzyskać stworzono specjalny interpreter danych zapisanych w TEDS, zwany 
TDL  –  Template  Description  Language,  opisanego  w  rozdziale  7  normy  [4].  Poszczególne 
bity  zawarte  w  TEDS  są  kodowane  bądź  dekodowane  z  wykorzystaniem  szablonu  dla 
konkretnego  czujnika,  jak  to  schematycznie  pokazano  na  rys.7.  Wyjątek  stanowią  wartości 
liczbowe, określające np. czułość czy współczynniki charakterystyki przetwarzania, które są 
zapisane bezpośrednio w pamięci TEDS czujnika. 

Szablony zapisane są w formie ASCII. Format szablonów jest dość skomplikowany i trudny 

do  implementacji  w  systemach  osadzonych,  szczególnie  jeśli  system  ma  być  uniwersalny 
i umożliwiać podłączenie czujników różnych wielkości. 

 

 

 

 

Rys. 7.  Dekodowanie i kodowanie informacji TEDS 

 
 

background image

 

3. Wyposażenie stanowiska laboratoryjnego 

 

3.1 Część dotycząca IEEE 1451.4 

 
Stanowisko  jest  skomputeryzowane.  Jako  NCAP  wykorzystywany  jest  komputer  PC 

z zainstalowaną  kartą  DAQ  zgodną  z  IEEE  1451.4  wraz  z  oprogramowaniem  LabVIEW. 
Najważniejszym  elementem  na  stanowisku  jest  moduł  SC-2350,  w  którym  umieszczone  są 
moduły  kondycjonujące,  nazywane  dalej  wejściami,  dla  czujników  pomiarowych  różnego 
typu,  zależnie  od  wyposażenia  dodatkowego  –  obecnie  moduł  wyposażony  jest  w  wejścia 
(SCC) dla termoelementów, rezystancyjnych czujników temperatury Pt100 oraz tensometrów 
pracujących  w  układzie  pełnego  mostka  lub  półmostka.  Każdy  z  kanałów  pomiarowych 
wyposażony  jest  w  pamięć  EEPROM  1-Wire,  która  umieszczona  jest  wewnątrz  modułu 
SC2350. 

Elementy  stanowiska,  z  pominięciem  czujników,  zestawiono  na  rys.8.  Stanowisko 

kompatybilne jest z czujnikami wyposażonymi w interfejs mieszany (MMI) klasy 2. Można 
podłączyć również czujniki nie wyposażone w pamięć TEDS i korzystać z informacji TEDS 
zapisanych w pliku (wspomniane w rozdziale drugim Virtual TEDS).  

 

 

(1) 

 

(2) 

 

(3) 

 

 

(4) 

 

(5) 

 

(6) 

 

Rys. 8.  System pomiarowy  kompatybilny z TEDS: (1)  moduł  kondycjonujący SCC, (2)  moduł zasilający, (3) 
moduł wejść SC-2350, (4) kabel połączeniowy, (5) karta DAQ NI PCI-6221, (6) komputer PC 

 

 
3.2 Wykorzystywane czujniki 
 
Czujniki temperatury 
 

Wykorzystywane będą: czujnik termoelektryczny typu J lub K lub T oraz czujnik Pt100 w 

konfiguracji  dwu  i  czteroprzewodowej.  Czujnik  termoelektryczny  podłączony  będzie  do 
modułu  kondycjonującego  SCC-TC02  oraz  SCC-FT01  (moduł  bez  kondycjonowania 
sygnału). Karty katalogowe czujników dostępne są na stanowisku laboratoryjnym. Informacje 
na temat termoelementów, Pt100 oraz pomiarów temperatury znaleźć można w [9]. 

 

Czujniki tensometryczne 
 

Wykorzystana będzie belka, widoczna na rys.9, z zamontowanymi tensometrami. Parametry 

tensometrów  zawarto  w  tab.4.  Informacje  na  temat  tensometrów  i  pomiarów 
tensometrycznych  znaleźć  można  w  [9].  Układy  pomiarowe  wraz  z  opisem  znajdują  się  na 
stanowisku laboratoryjnym. 

 

Czujnik przemieszczenia LVDT 

 
LVDT  (Linear  Variable  Differential  Transformer)  jest  liniowym,  transformatorowym 

czujnikiem  przemieszczenia.  Czujnik  oparty  jest  o  transformator  różnicowy  z  ruchomym 

background image

 

rdzeniem. Przesunięcie rdzenia powoduje zmianę indukcyjności wzajemnej uzwojeń, a co za 
tym  idzie  zmianę  napięcia  wyjściowego  transformatora.  Charakterystyka  czujnika  jest 
liniowa.  Możliwy  jest  pomiar  przemieszczeń  od  bardzo  małych  (poniżej  1mm)  do  bardzo 
dużych  (np.  2000  mm),  w  zależności  od  konstrukcji  czujnika.  Na  rys.10  układ  pomiarowy 
wykorzystywany na stanowisku. 

Na  stanowisku  czujnik  LVDT  wykorzystywany  jest  do  pomiaru  strzałki  ugięcia  belki. 

Zakres czujnika wynosi ±5mm. 

 

a) 

 

 

 

 

 

        b) 

 

 

 

c) 

Przetwornik LVDT

Zginana belka

Tensometry

 

 
Rys. 9.  Stanowisko z belką z zamocowanymi tensometrami: a) urządzenie do zginania belki, b) widok belki z 
naklejonymi tensometrami (góra i dół), c) zdjęcie całego urządzenia. Wymiary: L=219,3mm; h=5,9mm (grubość 
belki) 

 

Tab.4 Dane techniczne tensometrów 

Tensometr nr: 

1a, 1b, 2a, 2b 

3a, 3b, 4a, 4b 

Typ: 

Pb Kn 20-240 

EK-12 

Rezystancja nominalna: 

243.5 

125.2 

Stała tensometru: 

2.62 

2.13 

 

background image

 

Wzmacniacz 

pomiarowy

R
D

Z
E

Ń

Zasilanie AC

Pomiar U1-U2

U

1

U

2

Wyjście ±10V

Zasilanie 24V 

DC lub AC

SC-2350

SCC-FT01

Komputer

z kartą DAQ

 

 
Rys. 10. Układ pomiarowy czujnika LVDT wykorzystywany na stanowisku laboratoryjnym 

 
4. Konfiguracja modułu SC2350 
 

Konfigurację  przeprowadza  się  z  poziomu  aplikacji  Measurement  and  Automation 

Explorer.  Na  rys.9  przedstawiono  rezultat  konfiguracji,  gdzie  po  lewej  stronie  widać 
zestawienie  wejść  modułu  SC-2350,  a  po  prawej  zawartość  TEDS  dla  wybranego  wejścia. 
Opis konfiguracji (krok po kroku) ze względu na swoją objętość, zawarty jest w dodatkowej 
instrukcji dostępnej na stanowisku laboratoryjnym. 

 

 

 

Rys.9 Rezultat konfiguracji modułu SC-2350 w Measurement and Automation Explorer 

 
5. Oprogramowanie modułu SC-2350 z poziomu LabVIEW

 

 
W  LabVIEW  dostępna  jest  biblioteka  TEDS,  która  w  wersji  LabVIEW  starszej  niż  9.0 

wymaga  oddzielnego  zainstalowania  w systemie.  Bibliotekę  w  postaci  zarchiwizowanej 
teds_library.zip, można pobrać ze stron 

http://ni.com/pnp

. Przyrządy wirtualne, VI’s, zawarte w 

background image

 

bibliotece  TEDS  pokazano  na  rys.10.  Dodatkowo  sterownik  karty  DAQ,  Ni-DAQmx  , 
zawiera bibliotekę DAQmx TEDS. 

 

 

 

Rys.10 Przyrządy wirtualne, VI’s, zawarte w bibliotece TEDS 

 
Tworząc oprogramowanie można skorzystać z zadań (Tasks) tworzonych w Measurement 

and Automation Explorer. Zakłada się, że tworzenie zadań w Measurement and Automation 
Eksplorer  jest  studentom  znane.  Znane  są  również  ograniczenia  wynikające 
z wykorzystywania zadań (m.in. brak możliwości konfiguracji parametrów akwizycji z panelu 
operatora). 

Na  rys.11  pokazano  przykładowy  program,  odczytujący  dane  z  jednego  z  czujników 

temperatury podłączonego do modułu SC-2350. 

 

 

 

Rys.11 Panel czołowy wirtualnego termometru z odczytem informacji TEDS, opartego o moduł SC-2350. 

 

background image

 

Pytania kontrolne 
 

1.

  Omówić interfejs przetwornika inteligentnego opartego o standard IEEE 1451. 

2.

  Omówić  rodzaje  interfejsów  mieszanych  MMI  i  podać  przykłady  czujników  do 

każdego z nich. 

3.

  Co to są szablony TEDS i jaki jest sposób ich obsługi? 

4.

  Omówić  budowę,  zasadę  działania  i  układy  pomiarowe  dla  termoelementów  oraz 

czujnika Pt100. 

5.

  Podać  budowę  i  zasadę  działania  tensometrów.  Omówić  półmostek  i  pełny  mostek 

tensometryczny. 

 
Zadania

 

 

Zadania wykonywać według dodatkowej instrukcji dostępnej na stanowisku oraz według 
wskazówek prowadzącego. 

 
Literatura 

 

[1] IEEE Std 1451.0 -2007 IEEE Standard for a Smart Transducer Interface for Sensors and 

Actuators  –  Common  Functions,  Communication  Protocols,  and  Transducer  Electronic 
Data Sheet (TEDS) Formats.  IEEE Instrumentation and Measurement Society, TC-9, The 
Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc., New York, NY, 2007 

[2]  IEEE Std 1451.1-1999, IEEE Standard for a Smart Transducer Interface for Sensors and 

Actuators  –  Network  Capable  Application  Processor  (NCAP)  Information  Model.  IEEE 
Instrumentation  and  Measurement  Society,  TC-9,  The  Institute  of  Electrical  and 
Electronics Engineers, Inc., New York, NY, 2000 (norma zatwierdzona 26 czerwca 1999). 

[3]  IEEE Std 1451.2-1997, IEEE Standard for a Smart Transducer Interface for Sensors and 

Actuators  –  Transducer  to  Microprocessor  Communication  Protocols  and  Transducer 
Electronic Data Sheet (TEDS) Formats. IEEE Instrumentation and Measurement Society, 
TC-9,  The  Institute  of  Electrical  and  Electronics  Engineers,  Inc.,  New  York,  NY  1998 
(norma zatwierdzona 16 września 1997). 

[4]  IEEE Std 1451.3-2003, IEEE Standard for a Smart Transducer Interface for Sensors and 

Actuators  –  Actuators—Digital  Communication  and  Transducer  Electronic  Data  Sheet 
(TEDS)  Formats  for  Distributed  Multidrop  Systems.  IEEE  Instrumentation  and 
Measurement  Society,  TC-9,  The  Institute  of  Electrical  and  Electronics  Engineers,  Inc., 
New York, NY, 2004 (norma zatwierdzona 11 września 2003). 

[5]  IEEE Std 1451.4-2004, IEEE Standard for a Smart Transducer Interface for Sensors and 

Actuators – Mixed-Mode Communication Protocols and Transducer Electronic Data Sheet 
(TEDS) Formats.  IEEE  Instrumentationand Measurement Society, TC-9, The  Institute of 
Electrical and Electronics Engineers, Inc., New York, NY 2004. 

[6] IEEE Std 1451.5-2007 IEEE Standard for a Smart Transducer Interface for Sensors and 

Actuators  –  Wireless  Communication  Protocols  and  Transducer  Electronic  Data  Sheet 
(TEDS) Formats. IEEE Instrumentation and Measurement Society, TC-9, The Institute of 
Electrical and Electronics Engineers, Inc., New York, NY, 2007 

[7]  Lee  K.:  Synopsis  of  IEEE  1451.  Empowering  the  Smart  Sensor  Revolution.  Sensors 

Conference  /  Expo  2005,  Chicago,  IL,  7  czerwca  2005.  Prezentacja  dostępna  na 

http://ieee1451.nist.gov/

[8] Ulivieri N., Distante C., (i inni): IEEE1451.4: A way to standardize gas sensor. Sensors 

and Actuators B 114 (2006), 141-151. 

[9]  J.  Piotrowski  (red.):  Pomiary.  Czujniki  i  metody  pomiarowe  wybranych  wielkości 

fizycznych I składu chemicznego. WN-T, Warszawa 2009