MEAS M3200模拟传感器和数字传感器

大家好，我是【广州工控传感★科技】传感器事业部，张工。

绝大多数感测技术都源起于模拟世界，想要获取的信息都属于连续变量或参数。传统上，来自传感器元件的信号经过放大、补偿和线性化以适应传感器所连接的系统，全部在模拟域内完成。自20世纪90年代起，传感器和传感器都开始从纯模拟工作方式转向数字传输协议、信号处理和接口。如今，这种迁移已经达到高潮。产品跨越模拟/数字分界线的速度因行业而异，但数字技术如今在许多应用领域已经全面盛行。但这不意味着模拟传感器行业将萎缩消亡。仍有众多应用领域—诸如高EMI/RFI环境或传统模拟系统 — 其中模拟传感器的优势一直超过数字变送方式。

M3200同时兼有模拟版和数字版的压力传感器

模拟版和数字传感器从技术、接口、输出信号和用于描述和规定其运行方式的术语方面都分属两个不同世界。M3200压力变送器有了模拟或数字配置版本。

这两个版本共享以下特色：

能在系统、管道或贮槽内的气体或液体当中执行相同的基本压力测量和报告功能

在机械上具有一致性并可以互换

采用相同的挠性隔膜，硅应变计技术以及惠斯特电桥，将所受压力转换成模拟电压信号

由传感器电子线路将模拟信号数字化以供后续处理但类似之处至此为止了。模拟与数字传感器的差异在于，不仅在功能上不同，而且在能力和优点上不同。

 

在传感器模拟版本当中，来自内部模拟数字转换器（A/D）的数字信号可以用若干种方式进行调整。这里将使用各种校准系数以确保传感器满足精确度规格。随后采用温度校正系数来调整信号并针对环境温度作出补偿。最后，将零点校准和量程校准添加进来，将输出信号置入传感器部件编号所规定的预想范围内。结果随后由一个内部数字模拟（D/A）转换器转换成模拟信号，经过一个单位增益缓冲器，再送出至输出引脚。这个输出信号为连续变化信号，就像施加在传感器上的压力一样。在传统技术中，诸如粘贴箔式应变计信号，在传统上会使用安装在电路板上的电阻器进行修整，修整以对感测元件随压力和温度的特性描述为依据。随着微处理器和专用集成电路（ASIC）的功能增强和体积减小，其中许多已经集成到了压力传感器之内。这样形成了更出色的精度、更小的形状系数，并在某些情况下降低了成本。

 

数字-用计算机语言的1和0输出

在传感器的数字版本当中，数字信号处理核心操纵数据，在其中应用各种补偿和校正。这个经加工处理的数据随后存储在寄存器内，待随后发送给系统。传感器和变送器最为常用的数字传输协议为集成电路总线（IIC或I2C）。这种通信技术的设计方式是，在系统主控制器发出数据请求之前，传感器不执行压力读取或报告操作。由于对压力数据的需要是间歇性的，传感器就可以在数据请求之间进入“休眠”（一种非常低功耗的模式）。

 

这点有助于节省系统能量，对于电源供电型和无线应用场景来说，这都是一项重要能力。几乎所有的数字传感器产品都会在传感器处采集温度读数。取得这项温度信息有着重要意义。这项信息将用于补偿压力信号以提供更高精确度。变送器数字化这项温度数据并在补偿中应用，再将此项数据存储在寄存器内，可随压力数据一同访问。其结果是只用单个传感器就能获得2种传感器读数。此项数字化数据以16进制格式存储和传输以求效率，但是为了清晰起见，数据表和图形采用了10进制（计数）来显示这些数据

 

模拟规格与数字规格对比

下表列出并对比了模拟版本和数字版本M3200压力传感器的重要规格和运行参数。