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[参考译文] 选择 IC 来测量电容

Guru**** 2606725 points
Other Parts Discussed in Thread: FDC2214EVM, FDC2114, FDC2214, LDC1314

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/665460/doubt-to-choose-an-ic-to-measure-capacitance

主题中讨论的其他器件:FDC2214EVMFDC2114FDC2214LDC1314

您好!  

我需要帮助选择一个集成电路来测量大约 pF 的电容。 我的应用是测量含水管周围环中的电容、平均流量为5m/s。我需要准确地获得电容测量值、以至少2kHz 的采样率确定液体色谱柱的高度。 将使用两个环、因此集成电路必须至少具有2个通道、每个通道的采样率最小为2khz。

最初我购买了 FDC2214EVM、但使用1kHz 的速率时、我没有获得足够的精度、数据令人怀疑、因为在不同的时刻、我获得了一个与空管相关的负电容。

以下是问题的图像。

ATT Charles Haab。

  • 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。
    您好、Charles、
    您能否帮助量化您看到的精度与应用所需的精度? 您是否尝试降低采样率以提高分辨率? 最大分辨率是通过使用40MHz 的外部振荡器和0xFFFF 的 RCOUNT 设置来实现的、该设置应产生大约26ms 的响应速率。 如果这仍然无法产生足够的分辨率、则需要修改您的物理结构/传感器设计。 在这种情况下、您的管太厚或由不允许大电容漂移的材料制成。 此外、由于液体的介电作用、液体本身可能不会产生足够大的漂移。 此外、我还将使用不同的传感器几何形状进行实验。 使用更宽的传感器可能有助于提高分辨率。 此外、您还可以尝试将传感器的形状、而不是完整的环形更改为两个半圆形、其中 INxA 连接到一侧、而 INxB 连接到另一侧、因此您可以创建一个并联板电容器、其中液体/空气是之间的可变电介质 两个板。 如果您已经尝试了上述所有步骤、但仍未接近所需的分辨率、则基于电容的解决方案可能不适合您的设计。
    此致、
    Luke
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    你好、Luke、你过得怎么样?
    首先、感谢快速响应、开始讨论非常有帮助。

    有关应用的一些信息:

    1)液体是脉冲液体、平均流速约为5m/s、如果我以非常低的频率进行采样、我将丢失大量信息、即、采样率相对较高至关重要;
    2)当然、如果我降低采样率、我将提高传感器的精度、但根据(1)、我将丢失信息;
    3)非侵入式测量;
    4) 4)我不能使用超声波传感器、而光电晶体管没有产生良好的结果、留下了电容方法;
    5) 5)我使用的 PVC 管外径为20毫米、内径为17毫米;
    6) 6)环由10mm 宽的银色带制成;
    7) 7) FDC2214EVM 已具有外部40MHz 振荡器;

    我已经用了两个半圆、灵敏度会增加、但电容不仅受液体柱高度的影响、而且受液体和电极之间角度的影响。

    我还并联使用了两个环、由采用5mm SPICE 和4mm 远处的银色带状制成。 一个环连接在 INxA 中、另一个环连接在 INxB 中。 在这种情况下、结果与单个环的结果相似。

    通过查看 FDC2214和 FDC2114的数据表、可以看出 FDC2114的采样率要高得多、但位数要低得多。 由于满管和空管的电容在2pF 左右变化、我使用 FDC2114时的分辨率会很差、对吧?

    您还有其他建议吗?

    您好!
    Charles Haab
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    您好、Charles、
    感谢后续行动。 我提到了降低 FDC2214上的采样率以提高分辨率、从而确定电容感应解决方案是否具有足够的分辨率。 如果您确定存在、则可以调整速度、直到找到最佳位置。 您还提到、电容变化为2pF、这是一个很大的变化量、FDC2214 (28位)和 FDC2114 (12位)应该可见。 FDC2114速度更快、因为吞吐量受到400kHz I2C 的限制、只需传输12位而不是28位。 请注意、虽然 FDC2114的分辨率限制为12位、但您可以使用增益寄存器将分辨率提高4位、从而提供有效的16位分辨率。 有关更多信息、请参阅以下博客:
    e2e.ti.com/.../inductive-sensing-improve-the-enob-of-a-multichannel-ldc-by-4-bits-in-3-simple-steps
    该博客是为 LDC1314编写的、但 FDC2114也具有相同的功能。
    此致、
    Luke