1. Основні принципи роботи індуктивних датчиків
2. Датчик лінійного переміщення
3. Лічильник подій
4. З2-позиційний датчик кута повороту
5. прецизійний регулятор
6. Висновок
7. Про компанію Texas Instruments

Безконтактні датчики забезпечують підвищену надійність і довговічність при визначенні місця розташування об'єкта та отриманні інформації про його переміщення. Компанія Texas Instruments випускає лінійку надійних і сучасних мікросхем цифрових перетворювачів для індуктивних датчиків, а також розробила ряд типових рішень на їх основі.

У системах промислової і автомобільної електроніки досить часто використовуються датчики для надання інформації, пов'язаної з аналізом металевих предметів і поверхонь. Наприклад, це може бути інформація, яка підтверджує присутність предмета в певному місці і частоту виникнення певної події, інформація про точне місце розташування об'єкта, що цікавить. Якщо при цьому експлуатація виробу відбувається при наявності в навколишньому середовищі бруду, пилу, машинного масла, підвищеної вологості, то вибір технології вимірювання індуктивності для реалізації кінцевого виробу буде цілком обгрунтований. Принцип дії індуктивних датчиків грунтується на реакції магнітного поля, випромінюваного датчиком, на струмопровідний об'єкт, який потрапляє в нього. Магнітне поле створюється струмом, що протікає в котушці індуктивності, і не вимагає наявності додаткового зовнішнього магніту. Конструкція котушки індуктивності визначається необхідними параметрами датчика і конструктивними особливостями виробу. Для створення магнітного поля може бути використаний будь-який тип котушки: готова Моточні котушка, котушка, реалізована на друкованій платі або навіть проста металева пружина (рисунок 1). Індукційні безконтактні датчики виявляють струмопровідні предмети різних типів, що потрапляють в зону дії магнітного поля, а також дають можливість визначити склад об'єкта. При використанні в якості котушки індуктивності пружини за допомогою датчика можна визначити міру її стиснення, розтягування або вигину.

Мал. 1. Різні варіанти котушки індуктивності в датчиках

Технологія вимірювання параметрів системи за допомогою індуктивності існує не одне десятиліття. Раніше для її реалізації потрібна складна аналогова схемотехніка, що робило її дуже дорогий для застосування за межами промислових виробів і портативних металодетекторів. На сьогоднішній день існують спеціалізовані мікросхеми та універсальні мікроконтролери дозволяють реалізувати прості бюджетні індуктивні датчики.

Основні особливості, які дозволяють активно використовувати індуктивні датчики - це простота конструкції, висока точність, лінійність і надійність. Остання обумовлена ​​тим, що потрапляння забруднення між датчиком і досліджуваним об'єктом не впливає на результати вимірювання. Вимірювання індуктивності дозволяє отримати виняткові характеристики і надійність при відносно низькій собівартості в порівнянні з альтернативними рішеннями. Технологія вимірювання за допомогою індуктивності може бути використана для точного визначення лінійного і кутового розташування предмета, величини стиснення пружин, сили вібрації, для визначення складу металу. На її основі можлива реалізація різних органів управління (кнопки, регулятори, перемикачі), турбінних витратомірів, драйверів двигунів і так далі. Області застосування індуктивних датчиків досить різноманітні і включають в себе різні сегменти ринку: автомобільний, ринок товарів широкого вжитку, мобільних пристроїв, промисловий і медичний.

Основні принципи роботи індуктивних датчиків

Змінний струм, що протікає через котушку, створює змінне магнітне поле. При приміщенні в нього провідного матеріалу, наприклад, будь-якого предмета, до складу якого входить залізо, частина енергії магнітного поля передається на металевий об'єкт. Ця передана енергія індукує на поверхні об'єкту вихрові струми, відомі як струми Фуко. Їх величина залежить від розміру і складу металу, а також розташування об'єкта щодо магнітного поля. Індуковані вихрові струми в металевому об'єкті створюють власне магнітне поле (зустрічне поле або вторинне поле), яке взаємодіє з первинним полем, що генерується котушкою. За рахунок впливів зменшується ефективна індуктивність котушки, тим самим змінюючи резонансну частоту контуру, в який включена індуктивність.

Для створення LC-резонатора (LC-контура), який використовується для генерації електромагнітного поля, необхідно всього два елементи - індуктивність і конденсатор. Зміна магнітного поля LC-резонатора, викликане потраплянням в нього токопроводящего об'єкта, виявляється як зміщення резонансної частоти. Таке зміщення обумовлено зміною величини ефективної індуктивності котушки контуру.

Для спрощення процесу розробки індуктивних датчиків компанія Texas Instruments c 2013 року випускає сімейство цифрових перетворювачів LDC . Мікросхеми цифрових перетворювачів LCD проводять вимірювання імпедансу і резонансної частоти LC-контура. (Рисунок 2, таблиця 1). Вихідними даними в перетворювачах є цифрове значення, пропорційне частоті. Значення частоти може бути перетворено в значення еквівалентної індуктивності.

Мал. 2. Лінійка індуктивних інтерфейсів

Таблиця 1. Короткі характеристики індуктивних інтерфейсів

параметри Найменування LDC0851 LDC1101 LDC1612 / LDC1612-Q1 LDC1314 / LDC1314-Q1 LDC1312 / LDC1312-Q1 LDC1614 / LDC1614-Q1 LDC1000-Q1 Кількість каналів 1 1 2 4 2 4 1 Струм споживання, тип., МА - 2 2,1 2,1 2,1 2,1 1,7 Напруга аналогового харчування, хв., В 1, , 8 1,71 2,7 2,7 2,7 2,7 4,75 Напруга аналогового харчування, макс., В 3,3 3,46 3,6 3,6 3,6 3,6 5,25 Напруга цифрового харчування, хв., В - - - - - - 1,8 Напруга цифрового харчування, макс., В - - - - - - 5,25 Інтерфейс Двотактний вихід SPI I2C I2C I2C I2C SPI L-роздільна здатність, біт - 24 28 12 12 28 24 Амплітуда сигналу, макс., В - - 1,8 1,8 1,8 1,8 4 Частота датчика, MГц 0,3 ... 19 0,5 ... 10 0,001 ... 10 0,001 ... 10 0,001 ... 10 0,001 ... 10 0,005 ... 5 Струм в режимі очікування, тип., мкА - 150 35 35 35 35 250 Робочий діапазон емператур, ° С -40 ... 125 -40 ... 125 -40 ... 125 -40 ... 125 -40 ... 125 -40 ... 125 -40 ... 125; -40 ... 150 Корпус WSON VSON WSON WQFN WSON WQFN TSSOP Розмір корпусу, мм 2 (ШхД) 4 (2 × 2) 9 (3 × 3) 16 (4 × 4) 16 (4 × 4) 16 (4 × 4) 16 (4 × 4) 32 (6,4 × 5)

Мікросхеми в продукції, що випускається на сьогоднішній день лінійці індуктивних перетворювачів Texas Instruments можна розділити на наступні групи: перемикачі, одноканальні перетворювачі, багатоканальні перетворювачі.

Щодо новою позицією в лінійці індуктивних перетворювачів Texas Instruments є мікросхема індуктивного перемикача LDC0851. Це твердотільний перемикач, в якому рівень вихідного сигналу на виході залежить від величини індуктивності на вході.

Датчик лінійного переміщення

Одним з поширених способів визначення лінійного розташування об'єкта є реалізація системи з використанням рідкісноземельних магнітів. Використання мікросхем лінійки LDCxxxx дозволяє спростити задачу і зменшити вартість кінцевого рішення за рахунок виключення з конструкції магніту. Прикладом може бути рішення Texas Instruments - TIDM-INDUCTIVELINEAR на базі LDC1612 . (Малюнки 3, 4)

Мал. 3. LDC1612 в датчику лінійного переміщення (TIDM-INDUCTIVELINEAR)

Мал. 4. Блок-схема LDC1612

Представлене рішення (рисунок 5) дозволяє реалізувати індуктивне вимір лінійного розташування металевого предмета за допомогою двох мікросхем: мікропроцесора MSP430 з ESI-інтерфейсом і LDC1612 . Особливістю запропонованого рішення є використання для детектування наявності об'єкта спеціального модуля мікроконтролера ESI (Extended Scan Interfacе - розширений інтерфейс сканування), а для більш точних вимірювань - можливості перемикатися на використання даних від LDC1612. Таке рішення дозволяє значно скоротити енергоспоживання системи. Таким чином, поєднуючи переваги ESI, реалізованого в мікроконтролері MSP430, з технологією перетворення індуктивності в код, можна реалізувати бюджетне рішення для визначення лінійного розташування з низьким енергоспоживанням.

Мал. 5. Блок-схема TIDM-INDUCTIVELINEAR

Перетворювач LDC1612 складається з вхідних драйверів резонатора, приєднаних до мультиплексору, через який активні канали приєднуються до основного ядра. За допомогою основного ядра відбувається вимір і перетворення в цифровий код частоти датчика. В якості опорної частоти в перетворювачі використовується частота якого внутрішнього генератора, якого зовнішнього. Одержуваний цифровий код пропорційний відношенню виміряної частоти датчика до частоти опорного генератора. Для управління режимом роботи мікросхеми і передачі даних до зовнішнього микроконтроллеру використовується інтерфейс I2C (малюнок 5).

Для визначення лінійного розташування предмета, крім надання визначеної форми самому предмету, можна надати певну форму змінному магнітному полю, що генерується котушкою індуктивності. Основна ідея - це створення неоднорідного магнітного поля в зоні вимірювання. Залежно від горизонтального положення уздовж котушки сила поля повинна змінюватися. При використанні прямокутного об'єкта котушка повинна мати неоднорідне поле. Це може бути досягнуто за рахунок розтягування котушки так, щоб поле було більш сильним з одного її кінця.

На малюнку 6 показаний приклад такої системи, де прямокутний об'єкт переміщається уздовж осі Х датчика зі збереженням постійного повітряного зазору. Переміщення створює на виході перетворювача LDC-сигнал, який можна використовувати для визначення місця розташування об'єкта. Переваги використання витягнутої котушки індуктивності (прямокутної PCB-котушки з зменшуваним кількістю витків на секцію) в парі з прямокутним об'єктом в порівнянні зі звичайною круглою котушкою в парі з трикутним об'єктом полягає в тому, що об'єкт може бути значно менше самої котушки. Для багатьох застосувань, де простір для рухомих об'єктів обмежена, рішення з використанням розтягнутої котушки дозволяє обійти ці обмеження.

Мал. 6. Горизонтальне переміщення прямокутного об'єкта уздовж PCB-котушки

У представленому типовому проекті використовується котушка з 23 витками на шар, виконана в чотирьох шарах. Змінне магнітне поле найбільш сильно з боку самих віддалених витоків і слабшає при переміщенні вліво, тому найбільшу силу змінне магнітне поле має праворуч від геометричного центру котушки. Компанія Texas Instruments пропонує скрипт для створення витягнутої котушки для застосувань, де потрібне визначення горизонтального розташування.

При використанні витягнутої котушки індуктивності слід враховувати, що довжина і ширина об'єкта впливають на отриману роздільну здатність і діапазон виміру. Чим довше об'єкт, тим більшу роздільну здатність можна отримати, при цьому обмежується діапазон виміру. Ширина об'єкта при цьому повинна перекривати котушку для забезпечення максимального впливу металу на магнітне поле котушки.

Завдяки широкому діапазону частот генерації і вихідних струмів LDC1612 дає додаткову гнучкість при виборі розміру індуктивності, яка найкращим чином підходить під механічні вимоги системи. Проте, слід враховувати, що частота резонатора контуру повинна бути в діапазоні 1 кГц ... 10 МГц. І хоча немає абсолютних вимог до величини індуктивності котушки, необхідно гарантувати, щоб резонансна частота і втрати на паралельному опорі не перевищували задані в специфікації значення. Також рекомендується розміщувати ємність LC-контура якомога ближче до котушки індуктивності для зменшення впливу паразитного опору і індуктивності провідників на платі. Довжина провідників між контуром і мікросхемою не настільки критична, тому що не впливає на резонансну частоту.

Використання індуктивності, яка працює на максимально можливій частоті для прецизійних застосувань переважно, так як в таких сенсорах буде менше витків, що дозволяє зменшити температурний дрейф через зміни опору об'єкта.

Додатковими факторами, які можуть вплинути на помилку при визначенні місця розташування об'єкта, можуть бути неправильно розраховані поліномінальної коефіцієнти. Для отримання достовірних коефіцієнтів необхідно зібрати дані по всій довжині індуктивності при різній величині повітряного зазору і розрахувати поліном 3-го порядку, щоб отримати найкращу апроксимацію.

На малюнку 7 наведено результат вимірювання індуктивності в залежності від лінійного положення об'єкта. Нульовій позначці (0 мм) відповідає положення об'єкта на стороні з найменшою щільністю витків, а позначці 100 мм - область з найбільшою щільністю витків (рисунок 6). З отриманого графіка видно, що найбільш оптимальним для використання є середній ділянку - 20 ... 90 мм. На даній ділянці ми маємо майже лінійну залежність індуктивності від місця розташування об'єкта та можемо отримати максимальну точність. Ділянка 0 ... 20 мм також може бути використаний для визначення місця розташування. Однак через малу величину зміни індуктивності точність вимірювання тут буде мінімальна. Область вище 90 мм, яка відповідає переходу через центр котушки індуктивності, не придатна для знаходження місця розташування, так як має немонотонну залежність.

Мал. 7. Зміна індуктивності при лінійному переміщенні металевого об'єкта

Лічильник подій

Лічильник подій використовується для визначення швидкості і положення ротора вентилятора, витратоміра і тому подібного. Найчастіше такі лічильники подій будуються з використанням датчиків Холла або оптичних датчиків. І те, і інше рішення дозволяє реалізувати безконтактне вимірювання зі своїми особливостями. Необхідність використання магніту в рішенні на базі датчика Холла веде до додаткового подорожчання вироби. Рішення, що використовують оптичні датчики, схильні до впливу бруду і пилу, що позначається на часі життя вироби. Застосування котушки індуктивності дозволяє реалізувати надійну систему з рядом додаткових переваг, а саме - повторюваним порогом спрацьовування, несприйнятністю до таких зовнішніх факторів як температура і вологість. Більш того, дана технологія надзвичайно стійка при роботі в жорстких умовах і може використовуватися там, де необхідно забезпечити водозахищений рішення.

Мал. 8. Функціональна блок-схема рішення TIDA-00851-LDC0851

Представлене рішення TIDA-00851-LDC0851 (рисунок 8) на базі індуктивного датчика не вимагає використання додаткового магніту. Розроблений прилад забезпечує надійну роботу в середовищі з підвищеною забрудненістю, вологістю або при наявності мастила, що є непростим завданням при використанні альтернативних датчиків. Застосування індуктивного датчика спрощує завдання і збільшує довгострокову надійність для таких завдань як підрахунок кількості зубів, визначення швидкості обертання і тому подібного для промислових і автомобільних систем. І якщо для більшості систем, де для виявлення використовується індуктивний датчик, який проводить об'єкт повинен бути розташований паралельно котушці індуктивності, то в запропонованому варіанті об'єкт розташовується перпендикулярно вимірювальній котушці. Індуктивність котушки буде збільшуватися або зменшуватися в залежності від положення проводить об'єкта. Відповідно, частота датчика збільшується, коли об'єкт наближається до котушки датчика, що викликано зменшенням індуктивності. У наведеному прикладі в якості детектіруемих об'єктів застосовані мідні смужки, прикріплені до лопат вентилятора. Смужки проходять близько котушки при обертанні вентилятора (малюнок 9).

Мал. 9. LDC0851 в схемі вимірювання числа обертів вентилятора

При роботі з об'єктами, які мають малу поверхневу площу, наприклад, такими як край вентилятора, застосовуються спеціальні рішення. Це обумовлено необхідністю виявляти невелике відхилення індуктивності при проходженні об'єкта поруч з сенсором. Об'єкт, що володіє площею більшою або рівною площі вимірювальної котушки, створює максимальний зсув частоти, тому в представленому рішенні для гарантування того, що об'єкт з малою поверхневою площею може бути виявлений на відстані до 3 мм, використовується спеціальний підхід. У розводку плати навмисно введено неузгодженість між вимірювальної та опорної індуктивністю. Воно введено таким чином, що при відсутності металевого об'єкта індуктивність вимірювального датчика менше опорної індуктивності, а коли об'єкт присутній - навпаки, опорна індуктивність менше вимірювальної. Для цього в вимірювальної індуктивності можуть використовуватися короткі провідники або зменшена індуктивність на половину витка. Це дозволяє збільшити діапазон чутливості при використанні LDC0851 для заданого об'єкта.

Для надійної роботи та патенти, щоб діаметр індуктівності БУВ хоча б в три рази больше вімірюваного відстані. Більший діаметр забезпечує найкращі параметри системи. Проте, слід враховувати деякі обмеження. Якщо діаметр індуктивності перевищує розмір об'єкта, то мінімальний вплив малого об'єкта послабить максимально можливий зсув по частоті. Використання більшого об'єкту значно збільшує чутливість системи, що може бути використано або для збільшення вимірюваного діапазону, або для поліпшення точності вимірювання. Однак збільшення діаметра об'єкта до величини значно більше розміру котушки не дає пропорційне поліпшення відгуку.

Додатково при використанні LDC08051 слід враховувати обмеження, що накладаються характеристиками мікросхеми: частота датчика повинна знаходитися в діапазоні 300 кГц ... 19 МГц; мінімальна ємність датчика повинна бути більше 33 пФ; ток датчика не повинен перевищувати 6 мА при харчуванні 3,3 В.

В даному додатку LDC0851 постійно вимірює основну і опорну котушки. При виявленні об'єкта перетворювач викликає переривання мікроконтролера MSP430F5528 . Алгоритм мікроконтролера порівнює мітку часу поточного події з попередньою для визначення швидкості обертання. Для компенсації мінімальних варіацій швидкості обертання вентилятора мітки часу обробляються за допомогою фільтра зі змінним усреднением.

З2-позиційний датчик кута повороту

Традиційно датчики кута повороту виконуються з використанням систем з механічними контактами. Внаслідок присутності контактів такі системи мають проблеми з довготривалою надійністю, що призводить до необхідності їх заміни через зношування рухомих частин. Альтернативним рішенням є використання оптичних датчиків, але таке рішення схильне до негативного впливу бруду і пилу, що зменшує час напрацювання на відмову в багатьох автомобільних і промислових системах. Варіант використання магнітних датчиків дозволяє вирішити проблеми з брудом і пилом, але не вільний від впливу зовнішніх магнітних полів, що зменшує надійність виробу. Індуктивний датчик дозволяє реалізувати надійний обертовий безконтактний керуючий елемент. Більш того, дана технологія має підвищену стійкість при роботі в жорстких зовнішніх умовах і може бути виконана в водостійкому варіанті.

Запропоноване рішення крокової датчика кута повороту TIDA-00828 дозволяє реалізувати надійний кругової регулятор для різних промислових, споживчих і автомобільних застосувань. Використання індуктивних датчиків забезпечує надійну роботу в середовищі з підвищеним забрудненням / вологістю і не вимагає додаткових магнітів. Основним вузлом регулятора є дві мікросхеми LDC0851 (рисунок 10).

Мал. 10. LDC0851 в Cхема енкодера
(TIDA-00828)

Рішення являє собою набір з декількох елементів: індуктивного датчика, плати з провідними детектіруемих елементами, ручки управління. Індуктивний датчик з усіма необхідними елементами виконаний у вигляді плати. Плата з детектіруемих провідними елементами приєднується до ручки управління і обертається на певній відстані над рівнем плати з індуктивними датчиками (рисунок 11). Плата з детектіруемих елементами містить тільки набір мідних провідників і не вимагає ніяких додаткових елементів. При обертанні ручки сигнал на виходах LDC0851 змінюється, тим самим передаючи микроконтроллеру сигнал про зміну положення і кількості змінених позицій. Дві мікросхеми необхідні для визначення напрямку повороту. Кожна має свій датчик і опорну індуктивність. Датчики і детектіруемих елементи розташовані так, що дані на виході мікросхем видають сигнал у вигляді коду Грея. Таким чином, виходячи з отриманої послідовності, можна обчислити, в який бік рухалася ручка управління. В даному дизайні послідовність «00_01_11_10_00» відповідає повороту за годинниковою стрілкою, тоді як зворотна послідовність - «00_10_11_01_00», - відповідає повороту проти годинникової стрілки. Запропонований варіант розташування датчиків і детектіруемих елементів дозволяє забезпечити 32-позиційну систему визначення кругового розташування (рисунок 12).

Мал. 11. Конфігурація датчика і плати з детектіруемих елементами

Реалізація малогабаритного багатопозиційного сенсора накладає свої обмеження на розміри використовуваних датчиків. Такі датчики мають малу індуктивністю, величина якої може бути недостатня для коректної роботи індуктивного компаратора LDC0851. Для того щоб отримати максимальну індуктивність в заданому просторі, в TIDA-00828 реалізований трапецієподібний датчик замість звичайного круглого. Додатково індуктивність датчика виконана в чотирьох шарах з 7-ю витками на кожному шарі (рисунок 13).

Мал. 12. Функціональна блок-схема 32-позиційного кругового регулятора

Мал. 13. Трапециевидная конструкція датчика, виконаного в чотирьох шарах

Запропонований дизайн розрахований на роботу від USB-інтерфейсу 5 В і регульованого напруги 3,3 В для живлення мікроконтролера і LDC0851. І хоча представлений дизайн датчика кута повороту розроблявся для реалізації інтерфейсу «людина-машина», він з успіхом може бути використаний для застосувань, де необхідно вимір швидкості. В даному випадку слід враховувати, що максимальна вимірювана швидкість буде залежати від часу перетворення мікросхеми і необхідності додаткової передискретизации для формування надійних свідчень. Вимірювану максимальну швидкість можна оцінити за формулою (1):

(1)

де RPMмакс - максимально можлива вимірювана швидкість обертання, tмін - час перетворення з урахуванням передискретизации. У пропонованому рішенні з використанням LDC08051, з частотою датчика 16,73 МГц і з урахуванням того, що для надійної роботи проводиться усереднення по трьом значенням, максимальна вимірювана швидкість становить 2415 об / хв.

прецизійний регулятор

Іншим прикладом реалізації датчика кута повороту є типовий проект TIDA-00508. У проекті показано, як за допомогою індуктивних перетворювачів Texas Instruments можна реалізувати прецизійний диск управління, який дозволяє визначати кут повороту з точністю до 1 ° С роздільною здатністю 0,1 ° без використання додаткових магнітів. Отримувані результати не залежить від температури і дозволяють автоматично скоригувати хитання по осі z. В якості перетворювача індуктивності в проекті використовується LDC1314 (Рисунок 14). Використання індуктивного датчика дозволяє реалізувати безконтактний вузол управління і отримати всі вигоди від його використання, такі ж, як і в попередніх проектах: стійкість до забруднень, надійність, відсутність магніту тощо, що дозволяє використовувати його в різних промислових, автомобільних, споживчих застосуваннях. Для реалізації індуктивного датчика використовується стандартна технологія виготовлення друкованих плат, що дозволяє отримати недороге рішення. І хоча в прикладі застосовується LDC1314, при необхідності замість неї також можуть бути використані LDC1312 , LDC1614 , LDC1612 .

Мал. 14. LDC1314 в Cхема прецизійного регулятора

Особливістю реалізації прецизійного кругового регулятора є спеціальна конструкція сенсора і струмопровідного детектируемого об'єкта. Запропонована конструкція забезпечує лінійну залежність перекриття при повороті. Для досягнення лінійності вимірювань малюнок провідного матеріалу представляє собою форму, в якій ширина провідника лінійно змінюється в залежності від кута (рисунок 15). При цьому сам диск виконаний зі стандартного матеріалу FR4.

Мал. 15. Форма провідника для провідного об'єкта

Додатково застосування диференціальної конструкції сенсора дозволяє мінімізувати небажаний вплив зміни температури, точності сполучення в просторі і зменшити різницю між платами до 3 ° без додаткового калібрування (рисунок 16). Дані про зміну частоти з LDC1314 передаються на мікроконтролер MSP430 , Який в даному проекті є мостом між I2C-інтерфейсом LDC1314 і USB-інтерфейсом. Вся обробка даних і їх відображення виробляються за допомогою ПК. За допомогою ПК також проводиться необхідна калібрування. Застосовуваний для обробки і калібрування алгоритм може бути легко перенесений в мікроконтролер для самостійних застосувань.

Мал. 16. Конструкція диференціальних індуктивних датчиків з проводять об'єктом над ним

Використовувана мікросхема LDC1314 є чотирьохканальним цифровим перетворювачем індуктивності (рисунок 17). Чотири вхідних каналу (від IN0A / IN0B до IN3A / IN3B) приєднуються до чотирьох датчиків, реалізованим у вигляді LC-контура. Вихід кожного каналу перетворення представлений у вигляді 12 біт інформації про частоту LC-контура. Отримання інформації про виміряної частоті, а також налаштування параметрів перетворювача здійснюються за допомогою I2C-інтерфейсу (рисунок 18).

Мал. 17. Функціональна блок-схема LDC1314

Мал. 18. Функціональна блок-схема прецизійного кругового регулятора

Для вимірювання резонансної частоти LC-контура в якості опорного сигналу може бути використаний як внутрішній, так і зовнішній генератор.

При визначенні кута повороту за допомогою вимірювання індуктивності можлива поява систематичної помилки. Величина цієї помилки залежить від точності узгодження використовуваних котушок індуктивності, ємності, наявності механічних девіацій системи і зовнішніх металевих поверхонь. Калібрування може значно зменшити помилки вимірювання, пов'язані з вбудованими помилками. У поточному проекті застосовуються три види калібрування: калібрування по чотирьох точках, калібрування повного повороту, автоматичне калібрування (калібрування під час роботи).

Висновок

Застосування цифрових перетворювачів «індуктивність-код» виробництва компанії Texas Instruments істотно спрощує процес розробки і використання індуктивних датчиків. Широка номенклатура наявних перетворювачів в сімействі LDC дозволяє реалізувати всі переваги безконтактних індуктивних датчиків, не ускладнюючи конструкцію і не використовуючи дорогих зовнішніх елементів. Розглянуті практичні приклади застосування показують, що використання індуктивних датчиків дозволяє реалізувати надійні рішення, які є гідною альтернативою оптичним і магнітним датчикам.

Отримання технічної информации , замовлення зразків , замовлення и доставка .

Про компанію Texas Instruments

В середині 2001 р компанії Texas Instruments і КОМПЕЛ уклали офіційну дистриб'юторську угоду, яке стало результатом тривалої і успішної роботи КОМПЕЛ в якості офіційного дистриб'ютора фірми Burr-Brown. (Як відомо, Burr-Brown увійшла до складу TI так само, як і компанії Unitrode, Power Trend і Klixon). З цього часу компанія КОМПЕЛ отримала доступ до постачання всієї номенклатури вироблених компанією TI компонентів, технологій та налагоджувальних засобів, а також ... читати далі