LDC1000的工作原理與電路原理圖

對(duì)現(xiàn)在已有的傳感技術(shù)，不管是高端靈敏度、高精度的超聲傳感器，或者是低端、低成本的開(kāi)關(guān)式傳感器，這些工作LDC1000都可以勝任。

LDC1000的工作原理

LDC1000電感的檢測(cè)原理是利用電磁感應(yīng)原理。在線(xiàn)圈中加一個(gè)交變電流，線(xiàn)圈周?chē)鷷?huì)產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，這時(shí)如果有金屬物體(如圖3-1)進(jìn)入這個(gè)磁場(chǎng)則會(huì)在金屬物體表面產(chǎn)生渦流。渦流電流與線(xiàn)圈電流的方向相反。渦流產(chǎn)生的感應(yīng)電磁場(chǎng)與線(xiàn)圈的電磁場(chǎng)方向相反。渦流與金屬體磁導(dǎo)率、電導(dǎo)率、線(xiàn)圈的幾何形狀、幾何尺寸以及頭部線(xiàn)圈到金屬導(dǎo)體表面的距離等參數(shù)有關(guān)。

渦流產(chǎn)生的反方向磁場(chǎng)跟線(xiàn)圈耦合在一起，就像是有另一個(gè)次級(jí)線(xiàn)圈存在一樣。這樣LDC1000的線(xiàn)圈作為次級(jí)線(xiàn)圈就形成了一個(gè)變壓器。如圖3-2所示由于變壓器的互感作用，在初級(jí)線(xiàn)圈這一側(cè)就可以檢測(cè)到次級(jí)線(xiàn)圈的參數(shù)。

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設(shè)Ls為初級(jí)線(xiàn)圈的電感值，Rs為初級(jí)線(xiàn)圈的寄生電阻。L(d)為互感，R(d)是互感電阻的寄生電阻，其中d為距離的函數(shù)。

交流電若只加在電感上(初級(jí)線(xiàn)圈)，則在產(chǎn)生交變磁場(chǎng)的同時(shí)也會(huì)消耗大量的能量。這時(shí)將一個(gè)電容并聯(lián)在電感上，由于LC的并聯(lián)諧振作用能量損耗大大減小，只會(huì)損耗在Rs和R(d)上。由此可知檢測(cè)到R(d)的損耗就可以間接的檢測(cè)到d。

由上可知LCD1000并不是直接檢測(cè)串聯(lián)電阻，而是檢測(cè)等效并聯(lián)電阻。

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LDC1000的主要性能優(yōu)勢(shì)：

業(yè)界另外一種傳感器電感傳感器同樣被廣泛應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域，電感式傳感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 工作可靠， 測(cè)量精度高， 零點(diǎn)穩(wěn)定， 輸出功率較大等一系列優(yōu)點(diǎn)， 其主要缺點(diǎn)是靈敏度、線(xiàn)性度和測(cè)量范圍相互制約。但傳感器自身頻率響應(yīng)低， 不適用于快速動(dòng)態(tài)測(cè)量。不過(guò)這并不是電感傳感器最致命的缺點(diǎn)，而是必須經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換電路，才能輸出電量，因此對(duì)于大多數(shù)工程師來(lái)講，難調(diào)的轉(zhuǎn)換電路才是阻礙電感傳感器普及的絆腳石。而TI推出的這款電感數(shù)字轉(zhuǎn)換器則無(wú)需復(fù)雜的轉(zhuǎn)換電路，直接由LDC1000輸出可檢測(cè)的數(shù)字信號(hào)。

• 更高的分辨率：可通過(guò) 16 位共振阻抗及 24 位電感值，在位置傳感應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)亞微米級(jí)分辨率;

• 更高的可靠性：提供非接觸傳感技術(shù)避免受油污塵土等非導(dǎo)電污染物的影響，可延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命;

• 更高的靈活性：允許傳感器遠(yuǎn)離電子產(chǎn)品安放，處于 PCB 無(wú)法安放的位置;

• 更低的系統(tǒng)成本：采用低成本傳感器及傳導(dǎo)目標(biāo)，無(wú)需磁體;

• 無(wú)限可能性：支持壓縮的金屬薄片或?qū)щ娪湍繕?biāo)，可為創(chuàng)造性創(chuàng)新系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶來(lái)無(wú)限可能;

• 更低的系統(tǒng)功耗：標(biāo)準(zhǔn)工作時(shí)功耗不足 8.5mW，待機(jī)模式下功耗不足 1.25mW。

“電感數(shù)字轉(zhuǎn)換器，對(duì)現(xiàn)在的運(yùn)行位置和動(dòng)作傳感是一種新的方式，它能夠提供更好的性能，有更高的可靠性，更高的靈活性，成本很低，功耗也很低。”Baldwin說(shuō)道。

具體的應(yīng)用包括檢測(cè)所有磁性物體的速度、位置、齒輪的位置、轉(zhuǎn)速、角度等等。目標(biāo)應(yīng)用包括工業(yè)、汽車(chē)、消費(fèi)類(lèi)、醫(yī)療、計(jì)算與移動(dòng)設(shè)備、通信領(lǐng)域。具體應(yīng)用范圍從簡(jiǎn)單的按鈕、旋鈕及開(kāi)關(guān)到高分辨率心率監(jiān)視器、渦輪流量計(jì)以及高速電機(jī)/齒輪控制器，無(wú)所不包。