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LDC1000資料介紹 LDC1000工作原理與應(yīng)用分析

2018年08月13日 10:09 作者:工程師譚軍 用戶評論(0

LDC1000想必大家應(yīng)該都不陌生,關(guān)于LDC1000你了解多少呢?本文主要是關(guān)于LDC1000的介紹及其應(yīng)用分析,將為你全方面LDC1000的相關(guān)知識。

LDC1000

LDC1000 是世界首款電感到數(shù)字轉(zhuǎn)換器。提供低功耗,小封裝,低成本的解決方案。 它的 SPI 接口可以很方便連接 MCU。LDC1000 只需要外接一個 PCB 線圈或者自制線圈就可 以實(shí)現(xiàn)非接觸式電感檢測。LDC1000 的電感檢測并不是指像 Q 表那樣測試線圈的電感量, 而是可以測試外部金屬物體和 LDC1000 相連的測試線圈的空間位置關(guān)系。

特性

磁一一自由操作

可調(diào)式感測范圍(通過線圈的設(shè)計(jì))

降低系統(tǒng)成本

遠(yuǎn)程傳感器的位置(從惡劣環(huán)境的解耦LDC)

高耐久性(通過接觸較少的操作)

環(huán)境干擾不敏感 (如灰塵,灰塵,水,油)

電源電壓,模擬:4.75V 至5.25V

電源電壓,IO:1.8V至5.25V

電源電流(WIO LC Tank): 1.7毫安

RP分辨率: 16位

分辨率: 24位

頻率范圍: 5Khz~~5Mhz

優(yōu)勢

1、 更高的分辨率:可通過 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)亞微米級分辨率;

2、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,可延長設(shè)備使用壽命;

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

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

5、無限可能性: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)帶來無限可能;

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

LDC1000資料介紹 LDC1000工作原理與應(yīng)用分析

LDC1000插針圖

LDC1000資料介紹 LDC1000工作原理與應(yīng)用分析

LDC1000資料介紹 LDC1000工作原理與應(yīng)用分析

LDC1000工作原理與應(yīng)用分析

? ? ? ? ? ? LDC1000工作原理

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

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

LDC1000資料介紹 LDC1000工作原理與應(yīng)用分析

電磁感應(yīng)圖

LDC1000資料介紹 LDC1000工作原理與應(yīng)用分析

互感感應(yīng)圖

設(shè)Ls為初級線圈的電感值,Rs為初級線圈的寄生電阻。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(初級線圈),則在產(chǎn)生交變磁場的同時也會消耗大量的能量。這時將一個電容并聯(lián)在電感上,由于LC的并聯(lián)諧振作用能量損耗大大減小,只會損耗在Rs和R(d)上。由此可知檢測到R(d)的損耗就可以間接的檢測到d。

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

ldc1000的應(yīng)用領(lǐng)域

檢測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、消費(fèi)類、醫(yī)療、計(jì)算與移動設(shè)備、通信領(lǐng)域。具體應(yīng)用范圍從簡單的按鈕、旋鈕及開關(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,無所不包。

基于單片機(jī)控制的智能型金屬探測定位器,采用TI公司新研發(fā)的LDC1000作為傳感器,提高檢測精度;處理部件則采用MSP430單片機(jī)作為檢測和控制核心,并利用其內(nèi)部的定時器模數(shù)轉(zhuǎn)換器實(shí)現(xiàn)探測波形幅值的采樣量化,通過數(shù)字信號處理提高系統(tǒng)的靈敏度和抗干擾能力;硬件則由小車和LDC1000套件組成,可自主探測指定區(qū)域內(nèi)的金屬體并發(fā)出聲光提示,較傳統(tǒng)金屬探測儀更加智能化,應(yīng)用前景更加廣泛。

利用 LDC1000 的特性配以外部設(shè)計(jì)的金屬物體即可很方便實(shí)現(xiàn):水平或垂直距離檢 測;角度檢測;位移監(jiān)測;運(yùn)動檢測;振動檢測;金屬成分檢測(合金檢測)。可以廣泛 應(yīng)用在汽車、消費(fèi)電子、計(jì)算機(jī)、工業(yè)、通信和醫(yī)療領(lǐng)域。

// initialize SPI P4DIR |= BIT0;?// CS引腳功能和方向選擇,為IO口

P4SEL &= ~BIT0; //SPI SETUP

P4SEL |=BIT1 + BIT2 + BIT3;

//SOMI,SIMO,CLK引腳功能

UCB1CTL1 |=UCSWRST;

UCB1CTL0 |= UCMST+UCMSB+UCSYNC+UCCKPL;?

//SPI工作模式配置,3線SPI,8位數(shù)據(jù),主機(jī),MSB優(yōu)先 UCB1CTL1 |= UCSSEL_1;

//選擇SPI模塊的時鐘 UUCB1BR0 = 0x06;

UCB1BR1 = 0;

//對時鐘進(jìn)行分頻 UCB1CTL1 &= ~UCSWRST;

結(jié)語

關(guān)于LDC1000及其工作原理和應(yīng)用分析就介紹到這,希望本文能對你有所幫助。

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( 發(fā)表人:金巧 )

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