센서를 측정 시스템에 연결 할 때 사용자는 소프트웨어를 적절히 사용하기 위해서 범위, 감도, 그리고 스케일 요소 등 센서의 중요한 매개 변수를 직접 입력해야 해야한다. 전통적으로 사용자는 제조사, 센서의 모델 넘버 그리고 해당 데이터 시트에 있는 필요한 정보를 찾음으로써 이를 확인 할 수 있다. TEDS(Transducer Electronic Data Sheet)스마트 센서를 사용하면 측정에 있어 알아 두어야 하는 모든 것을 포함해 이런 일련의 설정 과정들을 자동적으로 완료 할 수 있다. TEDS 호환 장치와 소프트웨어는 수집과 적용 스케일링 요소 환경설정을 위해 이 데이터를 읽을 수 있다.

TEDS는 두 가지 방법 중 하나로 설치 될 수 있다. 하나는, TEDS를 센서 자체 또는 케이블에 내장 메모리로 설치 하는 것이고, 다른 하나는 가상 TEDS를 인터넷에서 다운로드 받아 분리된 파일로 두는 것이다. 가상 TEDS는 내장 메모리 또는 EEPROM이 불가할 때, 레거시 센서의 데이터를 저장하기 위해 사용 된다. 가장 TEDS는 센서내에서 EEPROM와 같은 전자 장치의 사용을 막는 센서 운영 조정 어플리케이션에서도 유용하게 사용된다.

IEEE 1451.4 표준은 광범위한 센서의 종류를 위해 TEDS 정보를 인코딩하는 방법을 정의한다. 최소, IEEE 1451.4 TEDS는 제조사, 모델 넘버, 그리고 변환기의 시리얼 넘버를 포함하고 있다. 보통 TEDS는 TEDS는 측정 범위, 감도, 온도 변수, 그리고 전자 인터페이스와 같은 센서, 엑츄에이터의 중요한 속성을 설명한다. 테이블 4는 로드 셀을 위한 TEDS의 예시이다.



메모리의 사용을 최소화 하면서 이런 광범위한 센서 영역을 커버하기 위해, IEEE 1451.4 표준은 다른 센서 종류에 맞는 세부적 적절성을 정의하는 템플릿을 사용한다. 증폭기에서부터 서모미터까지 각 센서들은 고유의 템플릿을 가지고 있다. 더욱이, 16가지 표준 템플릿과 센서는 세 가지 중 하나가 가능한 검증 템플릿을 가지고 있을 것이다. : 검증 테이블, 검증 커브, 그리고 주파주 응답 테이블.

측정의 정확성을 높이기 위해, TEDS 호환 하드웨어와 소프트웨어는 센서의 더 나은 특성을 제공하기 위해 센서 검증 룩업 테이블 또는 곡선 맞춤 테이블을 사용한다. 제조업자와의 사전 협의와 함께, 사용자는 128 검정 포인트 또는 분할 멀티 오더 다항식을 위한 계수를 저장할 수 있다.

IEEE 1451.4표준은 혼합 모드 인터페이스의 두 가지 종류를 정의한다: Class 1 two-wire and Class 2 Multiwire. Figure 24에서 볼 수 있는 Class 1 two-wire 인터페이스는 가속도계와 같은 지속 전류 전원 변환기와 함께 작동한다. Class 1 변환기는 다이오드 또는 아날로그 스위치를 포함하고 있는데, 와이어의 싱글 페어에서 아날로그 신호와 디지털 TEDS 정보를 다중 다수의 할 수 있다.



Class 2는 혼합 모드 인터페이스의 아날로그와 디지털 부분을 위해 분리된 연결을 사용한다. 센서의 아날로그 I/O는 왼쪽 변형되지 않은 것이고, 디지털 TEDS 회로는 추가된 평행선이다. 사용자는 서모커플, RTD, 서모미터, 브리지 센서, 전자 화학 셀, 그리고 4-20mA 전류 루프 센서를 포함해 어떤 센서나 엑츄에이터와 함께 플러그 앤 플레이를 실행 할 수 있다. Figure25는 Class2 혼합 모드 인터페이스의 실행을 나타내고 있다.

TEDS를 적용하면 약간의 위험을 감수해야 한다. 왜냐하면 TEDS 기술의 시행은 센서의 아날로그 출력을 바꾸거나 조작하지 못 하기 때문이다. 그래서 이는 전통적 아날로그 인터페이스와 호환이 되어야 한다. 플러그 앤 플레이 기능은 다양한 제조업체의 데이터 시트와 검정 확인을 검토할 필요를 제거함으로써 TEDS 센서와 디바이스가 설치 시간을 줄일 수 있도록 도와 준다. 더구나, 시스템을 수동으로 설치해야 하고, 실수로 인해 잘 못 된 센서 계수를 설정할 수도 있는 기술자나 엔지니어들이 할 수도 있는 에러를 제거한다.

이 가이드 북은 정확한 센서 측정을 위한 요건에 대해 알아 보았다. 측정 시스템을 설치 할 때는 사용하는 센서의 전기적 특성에 요구되는 신호 조정을 고려하고, 신호의 소스를 파악해야 한다. 계측은 분해능, 다이나믹 레인지, 샘플 비율, 그리고 입력 범위와 같은 어플리케이션에 가장 잘 맞는 필요 조건을 제공한다. 가장 최근에는 사용자 측정 데이터를 획득하고 스케일하고 분석 할 수 있는 가장 효율적인 소프트웨어 세트를 고르는 추세이다.



원문 : NATIONAL INSTRUMENT IN WHITE PAPER
번역 : 김수진 선임연구원
편집 : 김수진 선임연구원