1.傳感器的組成:敏感元件、轉(zhuǎn)換元件、電子線路
敏感元件:直接感受被測量、并以確定關(guān)系輸出物理量,如彈性敏元件將力轉(zhuǎn)換為位移或應(yīng)變輸出。
轉(zhuǎn)換元件:將敏感元件輸出的非電物理量(如位移、應(yīng)變、光強等)轉(zhuǎn)換為電量參數(shù)(如電阻、電感、電容等)。
2.傳感器常見指標:
a)?????? 精度:用來描述測量結(jié)果與“真值”之間的偏差程度,常用極限誤差或極限誤差與滿量程FS的百分比表示
b)?????? 重復度:表示重復輸入同一測量量,得到的測量結(jié)果的一致性程度。
c)?????? 線性度:表示傳感器理想工作曲線與實際工作曲線間的偏差,常用兩曲線間的最大偏差值與最大量程之比來描述傳感器的線性度。
d)?????? 靈敏度:輸出增量與輸入增量之比,是傳感器靜態(tài)特性的一個重要指標。
e)?????? 分辨力:當傳感器的輸入從非零值緩慢增加時,在超過某一增量后輸出發(fā)生可觀測的變化,這個輸入增量稱傳感器的分辨力,即最小輸入增量。
3.通信方式:按照點對點的收發(fā)方式分類
a). 單工:數(shù)據(jù)傳輸是單向的。通信雙方中,一方固定為發(fā)送端,一方則固定為接收端。信息只能沿一個方向傳輸,使用一根傳輸線。
b). 半雙工:半雙工數(shù)據(jù)傳輸指數(shù)據(jù)可以在一個信號載體的兩個方向上傳輸,但是不能同時傳輸。常用的RS-485標準便是半雙工通信協(xié)議。
?
c). 全雙工:又稱為雙向同時通信,是指在通信的任意時刻,線路上可以同時存在A到B和B到A的雙向信號傳輸。在全雙工方式下,通信系統(tǒng)的每一端都設(shè)置了發(fā)送器和接收器。RS422,RS232標準就是全雙工通信標準。
4. 開放式系統(tǒng)互聯(lián)(OSI模型)
開放式系統(tǒng)互聯(lián)是把網(wǎng)絡(luò)通信的工作分為7層,1至4層被認為是低層,這些層與數(shù)據(jù)移動密切相關(guān)。5至7層是高層,包含應(yīng)用程序級的數(shù)據(jù)。每一層負責一項具體的工作,然后把數(shù)據(jù)傳送到下一層。其模型如下:
(1)物理層:布線、光纖、網(wǎng)卡和其它用來把兩臺網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備連接在一起的東西。
(2)數(shù)據(jù)鏈路層:數(shù)據(jù)鏈路層是對物理層傳輸原始比特流的功能的加強,將物理層提供的可能出錯的物理連接改造成為邏輯上無差錯的數(shù)據(jù)鏈路,向該層用戶提供透明的和可靠的數(shù)據(jù)傳送基本服務(wù),如點對點協(xié)議,以太網(wǎng)協(xié)議,高級數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議等
(3)網(wǎng)絡(luò)層:進行數(shù)據(jù)解析和路由,選擇合適的網(wǎng)間路由和交換結(jié)點, 確保數(shù)據(jù)及時傳送。網(wǎng)絡(luò)層將數(shù)據(jù)鏈路層提供的幀組成數(shù)據(jù)包,包中封裝有網(wǎng)絡(luò)層包頭,其中含有邏輯地址信息- -源站點和目的站點地址的網(wǎng)絡(luò)地址。
(4)傳輸層:是整個協(xié)議層次結(jié)構(gòu)的核心,是惟一負責總體數(shù)據(jù)傳輸和控制的一層。
(5)會話層:在會話層及以上的高層次中,數(shù)據(jù)傳送的單位不再另外命名,統(tǒng)稱為報文。會話層不參與具體的傳輸,它提供包括訪問驗證和會話管理在內(nèi)的建立和維護應(yīng)用之間通信的機制。
(6)表示層:解決用戶信息的語法表示問題,提供格式化的表示和轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)服務(wù)。數(shù)據(jù)的壓縮和解壓縮, 加密和解密等工作都由表示層負責。
(7)應(yīng)用層:將數(shù)據(jù)應(yīng)用于應(yīng)用程序,確定進程之間通信的性質(zhì)以滿足用戶需要以及提供網(wǎng)絡(luò)與用戶應(yīng)用軟件之間的接口服務(wù)。如:SMTP、DNS、Modbus和FTP等
5.市場上常見傳感器所應(yīng)用的物理層協(xié)議對比:
? | RS232 | RS422 | RS485 |
通信方式 | 全雙工,1對1單端通信 | 全雙工,總線制差分通信 | 半雙工,總線制差分通信 |
常用線制 | 三線制:RXD、TXD、GND | 四線制:接收x2,發(fā)送x2 | 兩線制:發(fā)送,接收 |
最高波特率 | 19200bps | 10Mbps | 10Mbps |
電平邏輯 |
負邏輯: 邏輯“1”:-5V~-15 ? V 邏輯“0”:+5 V~+15 V 噪聲容量:2V |
正邏輯:差分通信 邏輯“1”: +2V~+6V 邏輯“0”: -6V~-2V |
正邏輯:差分通信 邏輯“1”: +2V~+6V 邏輯“0”: -6V~-2V |
傳輸距離 | 理論傳輸距離標準值為15米,實際工程中最大傳輸距離也不超過30米 | RS-422的最大傳輸距離為4000英尺(約1219米),與RS485類似 | 最遠可達1200米左右,但傳輸速率與傳輸距離成反比,只有在100KB/s以下的傳輸速率,才能達到最大的通信距離, |
總結(jié):
1.由于RS-485是從RS-422基礎(chǔ)上發(fā)展而來的,所以RS-485的性能和電氣參數(shù)等與RS-422相仿。
2.由于RS 232采用單端通信,RS485,RS422采用差分通信,單端通信屬于共地傳輸容易產(chǎn)生共模干擾,所以在共模抗噪聲能力上,RS485/422優(yōu)于RS232
3.由于RS232的電平邏輯為負邏輯,與TTL電平兼容,需使用電平轉(zhuǎn)換電路方能與TTL電路連接。
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