本文來自電子發(fā)燒友網(wǎng)，作者/李寧遠。
電感和電容是我們熟知的電路中的基礎(chǔ)元件，其實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)的變化來實現(xiàn)非電量電測的一種裝置，在機電控制系統(tǒng)中有著非常廣泛的應用。
電感式傳感的高精度感測
在機電控制系統(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)位置感測應用第一選擇。目前電感式傳感這種技術(shù)的應用還不算多，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技術(shù)檢測導電目標的位置，通過一個旋轉(zhuǎn)目標來測量勵磁線圈和兩個接收器線圈之間的耦合。當導電目標接近電感線圈時，導電目標表面會形成渦流。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。
因為LDC是無磁體感應，其模擬前端和轉(zhuǎn)換器不受直流磁場的影響，無須磁體即可運行，能夠用于在位置感應應用中實現(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。傳感器的感應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。
更具體一點說，線圈的外徑?jīng)Q定了檢測距離。此外，較高分辨率的LDC能夠在更遠的距離下有效地檢測目標移動，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，和霍爾效應傳感一樣很實用。現(xiàn)在電感式傳感已經(jīng)在很多應用中開始被采用，這些應用中選擇合適的LDC開關(guān)功能、采樣率和分辨率即可，是成本相對較低且實用的選擇。
電感式傳感在電機中的應用
最熟悉的電感式傳感可能是觸控方面的應用，其實在電機中，也有不少電感式傳感可以應用的地方。
增量編碼器中使用電感技術(shù)就有著獨特的優(yōu)勢，在增量編碼器中使用電感技術(shù)無須校準，而且成本很低。因為只有PDB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，這種應用下的電機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精度。
電感測量也使系統(tǒng)設(shè)計簡化了相當多，更方便電機傳感器系統(tǒng)實現(xiàn)更高的集成度，而且所需的MCU存儲器和指令更少。當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，因為二者之間不會存在干擾，這樣也能實現(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位置檢測應用的車規(guī)級電感式傳感芯片，有些芯片甚至為汽車應用配置了片上數(shù)字信號處理功能增強零延遲性能，未來可以看到更多此類傳感芯片在電機上的應用。
