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[参考译文] FDC1004:我们是否可以使用刚性 PCB

Guru**** 2550820 points
Other Parts Discussed in Thread: FDC1004

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/sensors-group/sensors/f/sensors-forum/1540262/fdc1004-can-we-use-rigid-pcb

器件型号:FDC1004


工具/软件:

尊敬的团队:

我们使用此 IC 来检测 35cm 范围内的水位。 我们在 Flex 中使用传感器器件、然后它提供正确的值。 但我们希望它位于刚性 PCB 上、同时我们也希望能够直接将传感器器件浸入水中。 如果使用柔性、当我们直接浸没在水中、水就会饱和、因此我们面临着一个问题。 请建议我们如何继续进行此操作。

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    Sanjeet,

    您能否提供系统的机械图、其中显示管道、水和传感器/OCB?

    此致、
    John

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    尊敬的 John:

    这就是刚性传感器 PCB 的堆叠。 此外、我们计划将传感器直接放置在水中。 请参阅下图。  

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    尊敬的 John:

    Aslo 我们尝试使用 35cm 的柔性 PCB、但在这方面、我们也将其放在容器外、当我们添加水甚至只有 1cm 时、它会饱和、但最初它会显示一些积极的结果。 在空气中、容器壁的容差为 6.7pF。 但在容器里,我们添加甚至 2 厘米的水是给我们的值 15.998pf 但 RE 是变化随着水的高度的变化,就像在空气中它给出 31pf 但只是与水是下降到 2pf 然后去 0.7pf

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    Sanjeet,

    图片显示的管道方向是垂直的、还是在使用时水平放置?

    此外、您可能能够 通过 CAPDAC 设置添加一个偏移来克服饱和。
    在某些情况下、可将最大电容扩展至~110pF。

    此致、
    John

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    您好、John:

    它是垂直的。 是的、我们会对此进行检查。 但如果像在两个值之间那样饱和、比如在添加 capdac 后出现 12.8pf。 也可以使用低频纹波电容器。 我们正面临一个问题、我在前面的评论中已经解释过、你能对此发表评论吗?  

    我的问题是、我们可以制作 4 个 4 层刚性 PCB、例如外层 2 层仅采用 FR4 环氧树脂、无铜迹线且不含任何材料。 因此传感器电极不会直接接触到水, Aslo 我们需要多大的 PCB 厚度才能使其正常工作?

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    Sanjeet,

    我们无法评估  您之前展示的 PCB 堆叠、因此很难进行评价。

    最新方法 (4 块 4 层刚性 PCB ...) 听起来它有潜力、但细节 (PCB 的厚度...) 将取决于实施情况、因此很难提供详细的指导。  

    最佳方法是对 PCB 进行原型设计和评估。

    此致、
    John

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    尊敬的 John:

    我们制作了 4 层 PCB。 但面临一些布局和制造问题。 例如仍在顶层的 FR4 时、它无法正常工作。  

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    Sanjeet,

    您能否分享传感器 PCB 的布局(所有层)?

    此致、
    John

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    您好、John:

    请查找布局步骤文件。  e2e.ti.com/.../fdc_2D00_capacitive_2D00_35cm.zip

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    谢谢 Sanjeet。

    我的 SolidWorks 存在一些问题、需要获得支持。

    我将在星期一上提供不迟于 COB 的更新。

    此致、
    John

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    Sanjeet,

    您的传感器面积是否过大并导致电容过大? 照片中显示的传感器看起来很长。
    FDC1004 可支持的标称电容为 ±15pF。 您可以利用 CAPDAC 将测量范围扩展到~110pF。  

     ∈理想电容器公式为 Δ f A/d、其中 a 是传感器/板面积、d 是传感器与接地平面之间的间隔距离、 ∈是介质的介电常数。 该公式将给出与在空气中悬挂且附近没有接地平面的传感器不同的结果。

    要测量的液体是介质(具有一些介电常数∈) 、传感器面积为 A。 如果 传感器浸入液体中、“d"可能“可能非常小、这可能会使电容非常大。

    如果将传感器直接放置在接地的金属板上、您会看到什么读数?  
    如果更改传感器与导电板之间的距离、您会看到什么?

    此致、
    John

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    尊敬的 John:

    我们需要检测 30cm 长度。 所以它是 30cm 长。   我们需要监测水位高度。 所以水的地貌是 80 它总是很高。  我们没有尝试直接在接地的金属板. 我们先检查一下它。 我们用水检查。 即使使用 capdac 它显示相同的饱和度.  

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    谢谢 Sanjeet。

    我应该立即询问这个问题、但要测量的液体是纯净水还是有任何添加剂?
    FDC1004 在液体不导电时效果良好、但在液体介质导电时可能会出现干扰。
    例如、蒸馏水具有高电阻率、实验表明 FDC1004 在估算液位时效果良好。
    但如果添加盐等物质、可能会导电、这使得基于电容的测量变得困难。

    此外、感谢您提供传感器信息。
    我根据理想平行板电容器公式 C = εoεrA μ F/d 尝试了一些简单的计算
    它可能不会直接应用于您的传感器,但它可以给我们一些指示更大的因素在发挥作用。

    如果我们假设:
    εo = 8.85x10-12 F/m
    εr  = 80
    A = L x W = 30cm x 0.5cm = 15cm2
    d = 0.1cm(假设这是水传感器和铜传感器之间柔性层的厚度)

    根据上述公式、该电容(非常近似)为 C =(8.85x10-12 )⋅80⋅15⋅10-4/10-3 ≈1nF、与 FDC1004 支持的最大电容相比、该电容相当大。 我猜水靠近传感器 (d = 1mm) 可能是影响因素。 如果事实证明是这种情况。 是否可以通过在传感器柔性电缆上添加电中性涂层来增加 d?

    此致、
    John