标签: 电感式感测

作者： Ben Kasemsadeh 在最近几篇关于电感式感测的 博客文章 中，笔者介绍了最新添加到 TI 电感数字转换器（ LDC ）组合的产品：多通道 LDC1612 、 LDC1614 、 LDC1312 和 LDC1314 。 LDC1312 和 LDC1314 是 转换速率为 13.3 KSPS 的 12 位分辨率转换器，适用于 旋转式旋钮 、小型键盘或流量计等多种应用。如果系统边界条件允许的话，可将它们 配置成 16 位模式 ，无需 牺牲采样率 。双通道 LDC1612 和四通道 LDC1614 集成了 28 位数据转换器，可用于精度非常高的应用，如 线性编码器 或 应变 仪。 提高的分辨率如何能增加感测距离 线圈周围 磁场线 的尺寸 与传感器电感器的直径是成比例的。因此， LDC 的最大 感测距离是线圈直径的函数 。但在确定导电物体离线圈多远 才便于探测其是否存在 或测量其距离时， LDC 的分辨率和信噪比确实可发挥作用。 与使用 12 位 /16 位 LDC 相比， 使用 28 位 LDC 有两大优势： l   您能以更高的准确度确定目标位置。 l   您能在更远的距离探测目标。 方法和结果 为确定全新多通道 LDC 可感测的最大目标距离，笔者从 LDC1612 评估模块 14 mm 直径的传感器线圈开始 沿轴向 将铝靶划分成 0.1mm 的 增量步阶 ，并 获得了 LDC 的响应 。笔者记录了步阶之间的代码变化（图 1 ）以及每步阶 100 个 样本 的标准偏差（图 2 ）。   图 1 ： 0.1mm 步阶之间的代码变化和目标距离   图 2 ：标准偏差（每步阶 100 个样本）和目标距离 接着，笔者用和分辨率及标准偏差相关的测量数据来确定符合下列条件的最大目标感测距离： l   输出代码 步阶尺寸 足以分辨 0.1mm 的步阶。 l   在给定目标位置的噪声底限低到足够以 6σ （ 99.99966 ％） 的准确率确定其位置。 通过检查数据，笔者确定了这两个条件成立的上限距离。这一点是仍能满足笔者上述准确率要求的最大目标距离。图 3 展示了每一种情况下的最大目标距离。   图 3 ：最大目标距离（ 能以 6σ 的准确率 分辨 0.1mm 的步阶） 设置目标距离的指南 您能感测的最大目标距离会因系统参数（如准确度要求和目标材料成分）的不同而有所差异。因此，您的应用可能拥有更大或更小的 最大感测范围 。不过，由于感测范围与线圈直径成比例，因此有可能根据数据 确立一些经验法则 ： l   如果最大目标距离 被保持在线圈直径 的一半这样的范围内， LDC1312 和 LDC1314 等 LDC 运行状态最佳。 l   相比， 具有高分辨率通道 的 LDC1612 和 LDC1614 可用来有效地感测离传感器 两个线圈直径 那么远的目标。 在下一篇文章中，笔者将介绍如何配置 16 位模式的 LDC1312 ，这在 中分辨率应用 （其中 LDC1312 较快的采样率 比 LDC1612 更受青睐）里大有裨益。 其它资源 l   进一步了解 电感式感测 。 l   阅读更多关于用 LDC 进行设计的 博客文章 。 l   查看 这款 TI 设计参考设计 并观看使用 LDC1314 且最小刻度为 1 度的表盘 视频 。 l   看 LDC 在这款 具有集成触觉反馈功能的触摸式金属按钮参考设计 中是如何工作的。 立即用 WEBENCH® 电感式感测设计工具 开始设计。