这些传感器的主要标准接口或输出是模拟信号——通常是电压、电流或电阻——它们随物理参数成比例变化。仪器硬件和软件对模拟信号进行条件和数字化处理，准确地将结果数据转换为工程单元。为了使测量系统正确地调节、转换和解释传感器信号，系统必须精确地配置传感器的工作参数。在多通道系统中，每个传感器通道的正确连接和配置是一项关键且往往耗时的操作。
由电气与电子工程师协会(IEEE) 1451.4工作组提出的传感器新标准，减少了与传感器配置相关的时间和挑战。该标准建立了一种普遍接受的使传感器即插即用的方法——类似于通用串行总线(USB)鼠标与计算机的即插即用的方式——并定义了一种为具有模拟信号接口的传感器添加自描述行为的机制。
IEEE 1451.4智能换能器混合模式接口标准定义了一种将自识别技术添加到传统模拟模式传感器的机制。除了提供传统的模拟输出外，IEEE 1451.4智能传感器还提供了一个数字接口，用于与传感器内的嵌入式存储设备通信。该存储器包含识别和描述传感器的二进制传感器电子数据表(TEDS)信息。TEDS包含制造商、传感器型号、序列号、测量范围、灵敏度和校准信息等信息。TEDS模板特定于它们所关联的传感器类型，并为广泛的传感器类型指定。
在传感器的芯片上嵌入传感器数据表提供了几个独特的优势。它消除了纸质数据表的手动数据输入，从而缩短了传感器设置时间，也消除了用户数据输入错误的可能性。数据表不可能被放错位置，因为信息以数字方式存储在传感器本身。跟踪和标记传感器电缆的过程不再必要，因为传感器可以向数据采集系统识别自身及其位置。
IEEE 1451.4还提高了来自不同供应商的传感器和数据采集系统之间的兼容性。根据该标准制造的所有传感器将至少以相同的格式共享相同的基本信息。事实上，一个由20多个传感器、仪器仪表和软件供应商组成的行业联盟正在努力采用该技术并提高互操作性。传感器即插即用标志已被该联盟采用，当应用于设备或软件时，确保产品符合IEEE 1451.4指南。
标准中定义了两种类型的混合模式接口—类1和类2接口。第1类接口主要用于恒电流供电的压电换能器，例如加速度计或麦克风，并定义了在单对换能器导线上在模拟模式和数字TEDS模式之间顺序切换的方案。恒流驱动换能器，通常被称为压电(IEPE)换能器的集成电子器件，由信号导线上的测量系统提供的恒定电流提供内部信号调节。第1类换能器利用了这一事实上的模拟标准，通过添加一个由电流源方向控制的开关TEDS。通过逆转电流的方向，仪器系统将传感器切换到数字ted模式。
大多数类型的传感器实现了一类2接口的形式，这需要额外的电线用于数字ted通信。传感器的模拟输入/输出不作修改，在模拟接口的基础上增加了双线TEDS接口。用户可以在几乎任何类型的放大或非放大传感器上实现TEDS，包括热电偶、电阻温度器件、热敏电阻、桥式传感器和4-20 mA电流环传感器。事实上，通过类2的附加方法，可以非常容易地对现有的传感器进行改造，并提供各种封装选项。
Brian Betts, brian.betts@ni.com，是国家仪器公司的信号调理产品经理。
