设计与现场总线无关的智能工厂传感器的方案解析
在工业自动化项目时间紧迫的背景下，工程师们正寻找更加高效的设计路径。为此，完全集成式的模拟前端（AFE）器件，如AD7124或AD4130 Σ-Δ ADC（内置可编程增益放大器）便成为一种可行选择。特别是当设计目标涉及热电偶应用时，MAX31855便是一款即插即用的热电偶数字转换器，可完成信号线性化和冷端补偿功能。
在基于电阻温度检测器（RTD）的传感器设计中，MAX31865 RTD数字转换器同样具备较高的集成度，有助于简化系统设计。若用户希望快速部署一个准确的数字温度测量系统，又缺乏时间研究多种传感器特性，则MAX31875或ADT7420数字温度传感器IC可提供“一站式”方案。这类器件将温度传感器、AFE和信号调理电路集于一身，并通过I2C总线连接至微控制器。图1展示了多种集成器件的选型参考。
在压力传感器的设计中，通常采用应变计或称重传感器来获取电信号，AD7124和AD4130 AFE亦可支持此类传感器应用。如果希望将线性化任务从微控制器上卸载，则可选用ADA4558桥式信号调节器IC来完成相应处理（图2）。
传统上，传感器通常被设计为仅支持单一现场总线协议或工业以太网协议。这种方式虽然结构清晰，但意味着传感器内部必须集成特定的网络接口IC，进而带来成本上升和适用范围受限的挑战。若需将该传感器部署于另一种协议网络，通常需要重新设计并更换接口IC，不仅增加开发周期，还显著提升了成本。
此外，不同协议网络在诊断功能的种类和数量上存在差异，有些甚至不支持诊断功能。如果传感器仅适配特定协议，其在部署后可能难以进行状态监测或故障排查。因此，设计具备网络协议灵活性的传感器，不仅能有效降低系统成本，还能拓展其市场应用范围。
IO-Link®提供了一种将传感器与工业网络连接的标准化方案。作为一项三线制工业通信协议，IO-Link通过收发器实现物理层与微控制器之间的连接，并支持数字输入输出（最高可达24V）。该协议支持四类信息的传输：过程数据、值状态、设备数据和事件信息，有助于快速识别传感器异常。MAX14828是一款低功耗IO-Link从站收发器，采用4mm × 4mm 24引脚TQFN封装以及2.5mm × 2.5mm晶圆级封装（WLP），可在-40℃至+125℃的宽温范围内稳定运行。
IO-Link从站收发器通过电缆与主站通信，而主站则通过协议接口IC（如ADIN2299）连接至工业网络。MAX14819A是另一款低功耗双通道IO-Link主站收发器，内置传感器/执行器电源控制器，并符合IO-Link 1.1.3标准以及IEC 61131-2、IEC 61131-9 SDCI等最新测试规范。
查看全文
作者最近更新
-
-
人工智能在汽车行业中的应用每天懂一传感器
1天前
-
什么是ADAS高级驾驶辅助系统每天懂一传感器07-29 22:35
评论0条评论