大多數(shù)電感式感測(cè)應(yīng)用只能將印刷電路板（PCB）線圈或繞線電感器用作傳感器，而電感數(shù)字轉(zhuǎn)換器（LDC）卻幾乎可把任何電感器用作傳感器 —— 即使是一根彈簧。彈簧作為傳感器時(shí)非常有用，因?yàn)閺椈傻碾姼锌呻S長(zhǎng)度的變化或其它物理變化而直接發(fā)生變化。圖1展示了如何將一根彈簧連接到一個(gè)LDC。

圖1：被LDC用作傳感器的彈簧

為評(píng)估將彈簧用作傳感器的舉措，筆者在一定長(zhǎng)度范圍內(nèi)拉伸彈簧時(shí)用LDC1612EVM評(píng)估模塊來(lái)測(cè)量彈簧的電感。為了做到這一點(diǎn)，筆者首先從EVM中拆掉板載傳感器并用一根彈簧取代了它。該彈簧由0.7mm厚的鋼制成，有46個(gè)圈，直徑為7.3mm。

筆者的彈簧電感太小，不能獨(dú)立地用作LDC1612的傳感器，因此筆者添加了一個(gè)串聯(lián)的2.2μH固定繞線表面貼裝器件（SMD）電感器。（關(guān)于如何用串聯(lián)電感器來(lái)增加傳感器阻抗的詳情，見(jiàn)筆者的博客文章《如何將微型2mm PCB電感器用作傳感器》。）還使用了一個(gè)1nF的傳感器電容器，振蕩頻率為2.5MHz。圖3展示了筆者所用的傳感器組件。

圖3：傳感器組件

筆者把該彈簧從50mm拉長(zhǎng)到100mm（5mm的增量），并在每個(gè)節(jié)距處測(cè)量LDC1612輸出數(shù)據(jù)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，筆者用方程式1計(jì)算出了傳感器電感：

（1）

其中

fref = 參考時(shí)鐘（在LDC1612 EVM上為40MHz）。

圖4展示了這些數(shù)據(jù)以及減去2.2μH串聯(lián)電感器電感之后的彈簧電感。

圖4：LDC1612數(shù)據(jù)以及彈簧電感與彈簧長(zhǎng)度

當(dāng)把彈簧從50mm拉伸至100mm（5mm的節(jié)距）時(shí)，筆者收集的數(shù)據(jù)樣本是無(wú)變化的，可用來(lái)精確地確定彈簧的長(zhǎng)度。在這個(gè)彈簧壓縮范圍內(nèi)，電感從1.92μH（LDC輸出16，644，000）減小到1.01μH（LDC輸出18，840，000）。因此，在該范圍內(nèi)將彈簧拉長(zhǎng)1μm可使LDC1612數(shù)據(jù)輸出平均產(chǎn)生44個(gè)代碼的增量。

這些數(shù)據(jù)表明，您可用電感式感測(cè)技術(shù)來(lái)直接測(cè)量因壓縮彈簧導(dǎo)致的電感變化，并且彈簧可替代PCB線圈和繞線電感器用作傳感器。

其它資源

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下載LDC1612產(chǎn)品說(shuō)明書。

閱讀更多電感式感測(cè)的博客，包括《如何將微型2mm PCB電感器用作傳感器》。

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原文鏈接：

http://e2e.ti.com/blogs_/b/analogwire/archive/2015/07/13/inductive-sensing-how-to-sense-spring-compression

編輯：jq