为准确评估、优化设计智能传感器STIM的性能，根据其物理结构和功能特点，构建了STIM信号检测过程和TII通信过程的Petri网模型。通过性能等效代换和状态平衡方程，完成了信号检测过程Petri模型的简化和分析，求出了各种状态转换概率和时间参数;同时，探讨了采样速率比、采样数据长度、缓存队列长度等接口参数对TII通信性能的影响，提出了可控连续采样、增加通道数据长度、虚拟多通道、后进先出缓存及先进先出丢包等提高模型性能的方法与措施。根据模型设计了一种IEEE 1451智能称重传感器，测得其非线性误差为0.0019％F.S.，重复性误差为0.0018％F.S.。滞后误差为0.0007％F.S.;当STIM的通道类型为带缓存数据序列型时，数据帧丢失率为0，数据传输速率为1500bytes／s，数据传输平均延时为0.21ms。测试表明，所建立的STIM模型具有良好的通用性、可扩展性，可作为其它IEEE 1451智能传感器性能优化的模型基础和设计参考。