電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/李寧遠(yuǎn)）電感和電容是我們熟知的電路中的基礎(chǔ)元件，其實(shí)二者都可以用于傳感。電容式傳感是以電容作為傳感元件，將被測物理量或機(jī)械量轉(zhuǎn)換成為電容變化量變化的一種轉(zhuǎn)換裝置，在位移、角度、振動、速度、壓力等方面的測量應(yīng)用頗多。

電感式傳感器LDC則是利用線圈自感或互感系數(shù)的變化來實(shí)現(xiàn)非電量電測的一種裝置，在機(jī)電控制系統(tǒng)中有著非常廣泛的應(yīng)用。

電感式傳感的高精度感測

在機(jī)電控制系統(tǒng)中，傳統(tǒng)上我們還是選用霍爾磁傳感居多，磁傳感也是絕大多數(shù)位置感測應(yīng)用第一選擇。目前電感式傳感這種技術(shù)的應(yīng)用還不算多，基于此技術(shù)的傳感芯片也不算大眾，但是其性能是能做得很高的。

電感式傳感技術(shù)利用非接觸式無磁體感應(yīng)技術(shù)檢測導(dǎo)電目標(biāo)的位置，通過一個旋轉(zhuǎn)目標(biāo)來測量勵磁線圈和兩個接收器線圈之間的耦合。當(dāng)導(dǎo)電目標(biāo)接近電感線圈時，導(dǎo)電目標(biāo)表面會形成渦流。這些渦流的磁場會阻礙電感線圈的電流，從而降低系統(tǒng)的電感并提高諧振感測頻率，LDC 器件將諧振感測頻率轉(zhuǎn)換為數(shù)字值。

因?yàn)長DC是無磁體感應(yīng)，其模擬前端和轉(zhuǎn)換器不受直流磁場的影響，無須磁體即可運(yùn)行，能夠用于在位置感應(yīng)應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)比較高的精度。

電感式傳感器頻率與所用電感的尺寸相關(guān)，較高的傳感器頻率通常與較小的電感對應(yīng)。傳感器的感應(yīng)范圍同樣也與電感器尺寸相關(guān)，較大的線圈具有更大的感應(yīng)范圍。所以在感測時較大的低頻傳感器通常比較小的高頻傳感器距離被測物體更遠(yuǎn)。

更具體一點(diǎn)說，線圈的外徑?jīng)Q定了檢測距離。此外，較高分辨率的LDC能夠在更遠(yuǎn)的距離下有效地檢測目標(biāo)移動，但此時有效測量分辨率會降低。

多通道的LDC也讓電感式傳感有實(shí)現(xiàn)多傳感系統(tǒng)的能力，采用差分的配置，多通道LDC的功耗也不高，和霍爾效應(yīng)傳感一樣很實(shí)用。現(xiàn)在電感式傳感已經(jīng)在很多應(yīng)用中開始被采用，這些應(yīng)用中選擇合適的LDC開關(guān)功能、采樣率和分辨率即可，是成本相對較低且實(shí)用的選擇。

電感式傳感在電機(jī)中的應(yīng)用

最熟悉的電感式傳感可能是觸控方面的應(yīng)用，其實(shí)在電機(jī)中，也有不少電感式傳感可以應(yīng)用的地方。

增量編碼器中使用電感技術(shù)就有著獨(dú)特的優(yōu)勢，在增量編碼器中使用電感技術(shù)無須校準(zhǔn)，而且成本很低。因?yàn)橹挥蠵DB線圈，也不容易受到環(huán)境因素的影響，也不會受到磁體的影響。從目前市場上已經(jīng)推出的產(chǎn)品來看，這種技術(shù)每秒可測量的時間已經(jīng)超過了300個。對于簡單的增量編碼器來說，電感技術(shù)是不錯的路線。

線圈如果正確部署，會與電機(jī)的極對數(shù)同步，IC輸出與單個極對數(shù)分段內(nèi)的電角位置成正比，這種應(yīng)用下的電機(jī)編碼器會有更高的分辨率。電感式技術(shù)以一種成本更低的方式有助于提高電機(jī)精度。

電感測量也使系統(tǒng)設(shè)計(jì)簡化了相當(dāng)多，更方便電機(jī)傳感器系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)更高的集成度，而且所需的MCU存儲器和指令更少。當(dāng)然它也不僅僅是替代，電感傳感芯片完全可以與其他磁傳感芯片一起來使用，因?yàn)槎咧g不會存在干擾，這樣也能實(shí)現(xiàn)更高的系統(tǒng)冗余。

小結(jié)

現(xiàn)在已經(jīng)有很多廠商在更新迭代電感式傳感芯片，特別是針對汽車電機(jī)位置檢測應(yīng)用的車規(guī)級電感式傳感芯片，有些芯片甚至為汽車應(yīng)用配置了片上數(shù)字信號處理功能增強(qiáng)零延遲性能，未來可以看到更多此類傳感芯片在電機(jī)上的應(yīng)用。