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[参考译文] WEBENCH®︎工具/LDC1614:距离传感

Guru**** 2614265 points
Other Parts Discussed in Thread: LDC1614

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/672790/webench-tools-ldc1614-distance-sensing

器件型号:LDC1614

工具/软件:WEBENCHRegistered设计工具

您好!

我使用您的工具设计了下面的线圈、不确定是否能够测量微型金属盘(直径6mm)与 PCB 之间的距离。 制动盘与 PCB 之间的距离为1到5毫米、我想知道该距离的差值为每步0.1mm (总共40步)。 根据下面给出的规格、您认为这是可能的吗? 任何帮助都将不胜感激。

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    Eveblaw、您好!

    目标和传感器在5mm 感应范围内的尺寸略小。 是否可以增大两者的大小? 对于稳健的5mm 感应范围、通常需要直径大于10mm 的传感器。

    您可能还需要一个基准传感器来补偿环境变化。

    此致、

    Christo
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    您好、Christo、

    感谢您的快速响应。

    该系统装在将放置在办公室的金属盒中、因此温度始终在~20C 左右、湿度也会变化。 在这种情况下、参考传感器是否仍然必要?

    由于在 PCB 上安装了孔、线圈只能以最小直径为160mil (~4mm)且最大直径为300mil (7.6mm)的锥形方式放置。

    在给定的设计中、您认为可以在哪个距离读取至少40个步骤? 除了将层数从4增加到更高的数量之外、是否还有另一种改善结果的方法?

    期待收到您的回复。

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    大家好、Eveblaw、

    一旦您可以驱动传感器、增加层数就没有优势。 使用4层传感器设计、您应该可以。 请注意、您实际上需要使用 Racetrack 传感器设计进行设计、而不是圆形设计。 此外、感应范围由电感器的较短侧控制、而不是较长侧控制。 我建议您查看传感器设计应用手册( http://www.ti.com/lit/snoa930) 以了解有关此方面的更多详细信息。

    您可以使用 LDC 工具电子表格工具(www.ti.com/.../slyc137) 计算 racetrack 传感器的特性。

    我相信您将能够解决您建议的系统中的40个步骤、但您将会遇到显著的噪声、您可能会看到漂移会影响您的性能。 我强烈建议使用参考传感器、如果可能、也建议使用差分传感器配置。

    此致、

    Christo
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    [引用 user="Chris Oberhaus"]一旦可以驱动传感器,增加层数就没有优势。

    这是否意味着如果2层设计符合 ldc1614规范、那么使用4层而不是2层会有什么好处? 我在初始设计中将4层更改为2层、并将传感器电容(从250pF)增加到500pF。 下面提供了设置和结果的图像。

    如果两种设计的较短侧尺寸相同、则赛道传感器相对于圆形设计有什么优势? PCB 上的安装孔将 ME 限制在高达300x400 mil 的表面。 这意味着与圆形设计相比、长侧赛道设计的距离仅为100mil。 很抱歉、如果我听起来很无知、但我在应用手册中找不到任何相关信息。 我确实发现下面的引述与您所说的内容相反:

    [引用]电感是电感的重要特征、因为它决定了通透磁磁场的螺旋。一种循环磁性磁场的一般形状、而不是其他形状、是优化的磁性磁场。 RSconsideration。 一般而言,建议使用循环电感器作为高性能保修能力、不可减少的特定系统要求和替代方案的折衷。[/引用]

    上面的报价来自第2.1页、第5页。

    [引用 user="Chris Oberhaus"]我强烈建议使用参考传感器、如果可能、也建议使用差分传感器配置。[/quot]

    如果我没有弄错、那么参考传感器是一种未使用的传感器设计、在同一 PCB 上的其他位置具有相同的尺寸、可以与实际使用的传感器进行比较吗?

    一如既往、我期待收到您的回复!

    此致、
    Eveblaw

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    大家好、Eveblaw、

    是的、如果 LDC 可以驱动传感器、那么您就可以了。 2层设计非常接近器件的最小 RP 规格- 1.038k、而规格为1k、因此您可以略低于该规格、这会增加噪声。 您可以在通道0上选择更高电流驱动、该驱动由 HIGH_CURRENT_DRV 设置。

    赛道形状对于您可能想要测量目标的横向运动且对正交运动的响应不敏感的应用非常有用(例如、您想测量 X 方向的运动、但忽略 Y 方向的运动)。

    赛道形状的另一个用途是用于非常小的传感器、例如按钮更换。 您可以使用跑道形状增加传感器面积、而不是为传感器添加更多层。 它不会提高感应范围、但可以增加足够的电感、从而更轻松地驱动更小的传感器。

    如果可能、参考传感器实际上是第二个与同一 PCB 上的尺寸相匹配的通道。

    此致、
    Christo
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    嗨、Christo、

    完美、感谢您提供的所有有用信息!

    HIGH_CURRENT_DRV 位不会帮助我解决问题、因为我也将使用通道1和2、它们没有此功能。 除此之外、我希望尽可能降低 PCB 的成本、因此如果我可以摆脱2层设计、那将是完美的。 摆脱1k RP 值的另一种可能方法是将传感器电容从500pF 降低到440pF。 这意味着 RP 值偏离规格限制、但如下图所示、传感器频率接近10MHz 限制。 由于 RP 值与4层设计的限值相差数千欧姆、我不确定是否可以将~120欧姆的这种变化视为值得注意的改进。 您对此有何看法? 我应该坚持4层设计、还是您认为2层可能已经足够好了?

    https://i.imgur.com/CE0ZrKT.png

    由于我只想测量 Y 方向的运动、我对线圈形状还有一个问题:
    最大线圈直径为7.6mm。 小圆盘的直径为6mm。 您说过、如果我使用赛道形状、传感器区域将会增加。 即使测量对象的直径已经小于线圈直径、这是否会提高 SNR?

    此致、
    Eveblaw

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    Eveblaw、您好!

    使用赛道形状不会提高 SNR、但会增加电感、因此可以改善 Rp。 如果您可以使用跑道形状、如7.62mm X 10mm 的东西应具有合理的 Rp。 另一个需要研究的领域是使用5mil 间隙和5mil 迹线-您可以再增加几匝、这是一个很好的2层传感器。

    我仍然担心直径为7.6mm 的传感器的5mm 距离会很远。

    此致、

    Christo