何為電感式傳感?
電感傳感的線圈匝數(shù)和材料導(dǎo)磁系數(shù)固定,其電感量的變化是由于位移輸入量導(dǎo)致線圈磁路的幾何尺寸變化而引起的。當(dāng)導(dǎo)電目標(biāo)接近感應(yīng)線圈時,會在導(dǎo)電目標(biāo)的表面形成渦流。渦流產(chǎn)生自己的磁場。這些渦流的磁場抵抗電感線圈的電流降低了系統(tǒng)的電感,增加了諧振傳感頻率。測量頻率變化就可以確定電感變化進(jìn)而確定被測物理量的變化。
根據(jù)這一原理,可以測量的物理量很多,位移、壓力、流量、振動、加速度等等物理量都可以轉(zhuǎn)換成線圈的自感互感系數(shù)的變化,并進(jìn)一步通過電壓電流的變化來精準(zhǔn)測得。因此其應(yīng)用范圍也覆蓋很多領(lǐng)域。
電感式傳感是相對來說性能非常穩(wěn)定的傳感方案,它本身是沒有活動觸點(diǎn)的,這一構(gòu)造使得它能在惡劣的工況中能夠保持相對穩(wěn)定的傳感輸出,使用壽命也比較長。在工作中,電感式傳感不需要與目標(biāo)物體進(jìn)行物理接觸,非接觸式的傳感在現(xiàn)在也是很受歡迎的一點(diǎn)?,F(xiàn)在很多金屬物體的檢測,都會用電感式傳感來做。
當(dāng)然,電感式傳感也有局限的地方,既然是利用了線圈的自感互感,那肯定容易受到附近電氣設(shè)備或電源線的電磁干擾的影響,需要在屏蔽或?yàn)V波上增強(qiáng)以確保準(zhǔn)確的測量。
此外,線圈外徑?jīng)Q定了檢測距離,在較遠(yuǎn)范圍里,雖然電感式傳感能夠檢測到,但此時有效測量分辨率會降低。在遠(yuǎn)程傳感上,電感式傳感并不很匹配。
目前很多金屬接近感測、位移檢測、增量編碼器、壓力檢測都會使用電感式傳感來做,是綜合性價比很高的選擇。
常見的電感式傳感應(yīng)用
在電動工具和其他工業(yè)設(shè)備中,有經(jīng)常檢測金屬(例如管道探測儀)的需求。這種應(yīng)用現(xiàn)在很多都會用電感傳感來做,因?yàn)樗梢愿袦y金屬的接近度,如果是旋轉(zhuǎn)系統(tǒng),電感傳感還可以檢測被測體的壓縮程度進(jìn)一步測量出旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)的速度和位置。這種方案成本很低,一個PCB線圈就能實(shí)現(xiàn)對任何金屬材料的檢測,性價比很高。
一些傳感芯片廠商,通過增強(qiáng)芯片設(shè)計和引入片上數(shù)字信號處理,已經(jīng)將電感傳感芯片應(yīng)用在車內(nèi)方向盤轉(zhuǎn)角位置檢測、執(zhí)行器角度位置檢測、制動踏板位移檢測上,拓展了電感傳感的應(yīng)用領(lǐng)域。
利用這種技術(shù),不僅能進(jìn)行金屬接近檢測,還能進(jìn)行編碼器設(shè)計,應(yīng)用在伺服驅(qū)動上。線圈可以設(shè)計到與電機(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,這種設(shè)計用來提高電機(jī)精度是一種效率很高,成本很低的方案。
除了接近檢測、編碼器設(shè)計,現(xiàn)在的HMI領(lǐng)域也有很多電感傳感的身影?,F(xiàn)在的HMI需要更智能的觸控體驗(yàn),觸控功能的觸發(fā)需要對檢測壓力。電感傳感不僅可以進(jìn)行壓力檢測,還能通過檢測按壓程度,來實(shí)現(xiàn)多級按鈕功能。