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通過(guò)應(yīng)用自審和診斷確保傳感器數(shù)據(jù)的完整性

177094 2022-11-25 | pdf | 268.78KB | 次下載 | 免費(fèi)

資料介紹

傳感器和物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 技術(shù)正迅速擴(kuò)展到工業(yè)、商業(yè)甚至消費(fèi)者環(huán)境中。隨著這種擴(kuò)展，越來(lái)越需要確保來(lái)自相關(guān)傳感器及其前端接口電路的數(shù)據(jù)的完整性。傳感器和物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 技術(shù)正迅速擴(kuò)展到工業(yè)、商業(yè)甚至消費(fèi)者環(huán)境中。隨著這種擴(kuò)展，越來(lái)越需要確保來(lái)自相關(guān)傳感器及其前端接口電路的數(shù)據(jù)的完整性。當(dāng)單個(gè)接口 IC 支持多個(gè)傳感器時(shí)，數(shù)據(jù)完整性的潛在問(wèn)題變得更加嚴(yán)重，因?yàn)閱蝹€(gè) IC 的問(wèn)題可能會(huì)破壞一組讀數(shù)。反過(guò)來(lái)，這可能導(dǎo)致對(duì)感測(cè)情況的錯(cuò)誤評(píng)估，從而可能導(dǎo)致不適當(dāng)甚至危險(xiǎn)的系統(tǒng)操作。當(dāng)單個(gè)接口 IC 支持多個(gè)傳感器時(shí)，數(shù)據(jù)完整性的潛在問(wèn)題變得更加嚴(yán)重，因?yàn)閱蝹€(gè) IC 的問(wèn)題可能會(huì)破壞一組讀數(shù)。反過(guò)來(lái)，這可能導(dǎo)致對(duì)感測(cè)情況的錯(cuò)誤評(píng)估，從而可能導(dǎo)致不適當(dāng)甚至危險(xiǎn)的系統(tǒng)操作。本文將探討傳感器到處理器信號(hào)鏈中硬故障和軟故障（瞬態(tài)）以及傳感器讀數(shù)不準(zhǔn)確的各種來(lái)源。然后，它將介紹 Analog Devices 的高度集成 IC，并展示如何使用它通過(guò)對(duì)傳感器、本身及其數(shù)字 I/O 的診斷來(lái)克服這些問(wèn)題。本文將探討傳感器到處理器信號(hào)鏈中硬故障和軟故障（瞬態(tài)）以及傳感器讀數(shù)不準(zhǔn)確的各種來(lái)源。然后，它將介紹 Analog Devices 的高度集成 IC，并展示如何使用它通過(guò)對(duì)傳感器、本身及其數(shù)字 I/O 的診斷來(lái)克服這些問(wèn)題。傳感器到處理器的信號(hào)路徑傳感器到處理器的信號(hào)路徑最終影響任何傳感器讀數(shù)完整性的因素始于圖 1 所示信號(hào)鏈的三個(gè)主要功能塊。這些塊是：最終影響任何傳感器讀數(shù)完整性的因素始于圖 1 所示信號(hào)鏈的三個(gè)主要功能塊。這些塊是：傳感器及其引線傳感器及其引線信號(hào)調(diào)理 IC 中的模擬前端，以模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 為中心信號(hào)調(diào)理 IC 中的模擬前端，以模數(shù)轉(zhuǎn)換器 (ADC) 為中心系統(tǒng)處理器的數(shù)字 I/O系統(tǒng)處理器的數(shù)字 I/O圖 1：基本的傳感器到處理器信號(hào)路徑原則上僅包含一些基本功能，但實(shí)用且有用的接口 IC 可提供許多附加功能和特性。（圖片來(lái)源：Digi-Key Electronics）圖 1：基本的傳感器到處理器信號(hào)路徑原則上僅包含一些基本功能，但實(shí)用且有用的接口 IC 可提供許多附加功能和特性。（圖片來(lái)源：Digi-Key Electronics）在多通道系統(tǒng)中，傳感器通常是各種類型的混合，例如熱電偶、電阻溫度檢測(cè)器 (RTD) 和壓力傳感器。當(dāng)然，傳感器可能會(huì)發(fā)生故障，或者其互連引線可能會(huì)開(kāi)路，或者與相鄰的引線、電源軌或地短路。在多通道系統(tǒng)中，傳感器通常是各種類型的混合，例如熱電偶、電阻溫度檢測(cè)器 (RTD) 和壓力傳感器。當(dāng)然，傳感器可能會(huì)發(fā)生故障，或者其互連引線可能會(huì)開(kāi)路，或者與相鄰的引線、電源軌或地短路。根據(jù)傳感器類型，其導(dǎo)線故障可能會(huì)立即顯現(xiàn)，因?yàn)樽x數(shù)將“偏離刻度”。相反，一些故障模式會(huì)導(dǎo)致不準(zhǔn)確但看起來(lái)合法的信號(hào)。此外，某些傳感器（例如 RTD）需要外部激勵(lì)電流，并且該電流必須在設(shè)定范圍內(nèi)才能獲得有效讀數(shù)。由于這些原因，最好測(cè)試傳感器和模擬前端之間信號(hào)路徑的連續(xù)性，并檢查信號(hào)是否保持在允許的最小和最大限制之間，最好使用獨(dú)立于可能的模擬電路ADC問(wèn)題。根據(jù)傳感器類型，其導(dǎo)線故障可能會(huì)立即顯現(xiàn)，因?yàn)樽x數(shù)將“偏離刻度”。相反，一些故障模式會(huì)導(dǎo)致不準(zhǔn)確但看起來(lái)合法的信號(hào)。此外，某些傳感器（例如 RTD）需要外部激勵(lì)電流，并且該電流必須在設(shè)定范圍內(nèi)才能獲得有效讀數(shù)。由于這些原因，最好測(cè)試傳感器和模擬前端之間信號(hào)路徑的連續(xù)性，并檢查信號(hào)是否保持在允許的最小和最大限制之間，最好使用獨(dú)立于可能的模擬電路ADC問(wèn)題。