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[参考译文] LDC1101:补偿距离变化。

Guru**** 2526730 points


请注意,本文内容源自机器翻译,可能存在语法或其它翻译错误,仅供参考。如需获取准确内容,请参阅链接中的英语原文或自行翻译。

https://e2e.ti.com/support/data-converters-group/data-converters/f/data-converters-forum/723508/ldc1101-compensating-for-distance-variation

器件型号:LDC1101

您好!

背景信息:我想确定硅锭中的掺杂物密度(硼或磷的浓度)。  由于化学特性、我不能完全理解、当一个块被铸造时、顶部的非金属多于底部的非金属。 根据我所阅读的文献和一些初步测试、成分的变化将对电阻率产生显著且可测量的影响。

我建议的设置:我将有一个线圈朝下、并且高度固定。 下面是电机平台上的模块。 我将把块放在一边、这样组成的变化、从而电阻率的变化现在位于 x 轴上。 当平台向左或向右移动时、我将能够观察到 Rp 的变化。

我的问题:我认为为了使这种方法能够精确地工作、模块和线圈之间的距离必须是一致的。 由于块不是完全平坦、因此块和线圈之间的距离可能会有高达1.5mm 的变化。

我的问题:

  1. 硅、硼和磷的相对渗透率均为1。 我认为这意味着、无论成分如何、在到根 T 的特定距离处测量的电感都是相同的。 是这样吗?  
  2. 如果是、Rp 与距离曲线是否始终相同?

我希望、如果问题1的答案是肯定的、我可以创建一个实例查找表、该表将为我提供与传感器的绝对距离、而不管其成分如何。  

如果 Rp 与距离曲线始终相同、那么我希望随后补偿从电感中推导出的任何距离变化。  

这似乎是一个有效的想法吗?

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    您好、Ali、

    电感式感应的基本原理是、当导电目标暴露于电感器的交流磁场中时、导体表面将形成涡流、从而产生磁场、该磁场会抵消电感器的磁场并降低其电感。 响应强度在很大程度上取决于金属的导电性。 涡流越容易流动、电感磁场的抵抗就越强。 这意味着、如果您的 ingot 的不同区域具有不同的跨导、您将在电感器中看到不同的响应。 这意味着 Rp 与距离曲线也会变化。 可能无法区分沿 x 轴的导率变化和凸点与传感器线圈之间的距离变化。

    如果您有非常高的电平、则此设置可能起作用、但我认为您无法使用电感测量来补偿目标距离的变化。 此外、由于掺杂硅的导电性可能比我们通常推荐的目标(铜或铝)低得多、因此您可能看不到根印的强烈响应。 我建议在高频下工作、以尽可能减小趋肤深度。

    此致、
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    Kristin、您好!

    感谢您的回复-非常有意义。 我一直在思考互感。 我还有其他几个问题、希望您能帮我解决。

    1.我可以采取哪些步骤来尽量减小距离变化对 Rp 值的影响?

    2.如果距离变化对 Rp 的影响与作为线圈直径百分比的距离变化成正比、那么得出结论认为较大的线圈对距离变化的耐受度会更高是否正确?

    下图显示了不同频率下的电阻率和计算得出的皮肤深度与预期的掺杂密度范围。

    LDC 目标设计文档指出:

    “导体厚度为3个趋肤深度,总电流的95%将被感应…以实现最佳性能,一个良好的经验法则是目标厚度应至少为2至3个趋肤深度。”

    对于我要分析的掺杂物密度范围、需要2MHz 的最小频率、以便目标材料深度(150mm)大于皮肤深度的3倍。

    我创建了以下图表、其中显示了 LC 振荡电路设计限制。

    3.我是否错过了任何设计限制?

    4.在此窗口中,如何选择 LC 组合?

    P.S 点击"这解决了我的问题"按钮是否锁定了此主题? 我想赞扬您之前的回复、该回复完全解决了我的问题、但在获得上述问题的答案之前、我不希望该问题被锁定。

    再次感谢您、

    Ali Goname

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    您好、Ali、

    线圈和目标之间的距离是改变线圈 Rp 的主要变量之一。 在不降低灵敏度的情况下、无法最大限度地减小距离变化对 Rp 值的影响、因此测量不再有用。

    实际上、较大的线圈会提高测量分辨率。 我建议阅读 LDC 传感器设计的第2.4节、其中在一定程度上讨论了此主题和上一个问题。

    3/4. 这是一个非常有用的图。 我唯一要考虑的其他设计限制是目标存在时的传感器频率和电感器 Rp (或 Q)值。 导电目标将降低电感器的 Rp 并增加传感器频率。 我建议选择 LC 值、为您提供大约5MHz 的传感器频率、然后进行测试、以确保当目标距离传感器线圈最小时、传感器特性处于建议的工作条件内。

    最后、单击绿色按钮不会锁定线程。 仅当它处于非活动状态30天时才会锁定。

    此致、