Capteur de proximité inductif et conception de la cible

Dirk Bruere

Capteur de proximité inductif et conception de la cible


Je pense utiliser le LDC1612 de TI pour détecter la position sur une plage de 0 à 10 mm avec une précision meilleure que 100 nm. Un ingénieur TI m’a dit que c’était possible.

Cependant, ma question concerne les dimensions relatives du diamètre de la bobine et de la cible. Je suis particulièrement préoccupé par la linéarité de la réponse, ou la capacité de la linéariser en circuit ou mathématiquement.

Diamètres – Est-il préférable d’avoir une bobine >> cible?

Quelqu’un ici a-t-il une expérience de ce type de détection?

Érable

Je pense que la précision et la linéarité dépendent plus de la forme, du matériau et de la direction d’un objet que de la taille d’une bobine. Les SNOA930A et SNOA957A référencés dans la fiche technique contiennent de nombreuses informations pertinentes. Je ne pense pas que vous atteindriez la précision requise sans une cible spécialement conçue.

Dirk Bruere

@Maple Eh bien, nous sommes tout à fait prêts à concevoir spécifiquement la cible et, si nécessaire, à la fabriquer en argent. Il existe des informations assez complètes mais je ne trouve pas grand-chose sur la linéarisation ou ce qui se passe lorsque la bobine de détection est beaucoup plus grande que la cible

Érable

D’après ces documents, il semble que la taille d’une bobine soit principalement limitée par l’inductance / résistance requise, qui à son tour est dictée par la fréquence. Je recommanderais de regarder la conception des capteurs Zettlex, en travaillant sur le même principe. Ils ont une précision incroyable, même si cela vient avec un prix énorme.

Andy aka

Le gars de TI a-t-il dit « précision » ou « résolution »?

Érable

En ce qui concerne la linéarité, les notes de conception sont assez claires en ce sens que les bobines rectangulaires ou trapézoïdales sont bien meilleures que rondes (sous-entend par « diamètre » dans votre question). Les capteurs Zettlex que j’ai mentionnés ci-dessus ont exactement ce type de traces. Voir «bobines étirées» dans SNOA931 pour des exemples de conception.

Réponses


 Érable

Si votre principale préoccupation est la linéarité, voici une idée non mentionnée dans les guides de conception TI qui pourrait mieux fonctionner pour vous. (ou peut ne pas fonctionner du tout, je ne suis pas ingénieur électricien après tout)

Utilisez deux bobines, une en bas et une en haut de votre « conteneur métallique ». Câblez-les en un dans des directions opposées. Si les bobines sont géométriquement identiques, leur non-linéarité devrait quelque peu se compenser, bien qu’avec le prix d’une sensibilité réduite.

Vous pouvez également utiliser deux canaux de la puce pour deux bobines distinctes et les combiner (soustraire l’un de l’autre) dans le logiciel, ce qui fait essentiellement un capteur différentiel. Cela devrait en fait doubler la sensibilité tout en réduisant la non-linéarité.


 Andy aka

La page 1 de la DS semble faire allusion à ce que vous voulez savoir: –

entrez la description de l'image ici

Donc, si vous voulez une précision supérieure à 0,1 um et une plage de 10 mm, la distance cible divisée par le diamètre du capteur doit être inférieure à 55%. Cela indique un diamètre minimum de 18 mm.

Cependant, rendre le diamètre beaucoup plus grand sera également un problème car la perturbation relative causée par la cible au champ magnétique devient plus petite et donc les niveaux de signal baissent. Vous commencerez également à avoir des problèmes d’interférence potentiels lorsque vous utilisez un plus grand diamètre car la profondeur du champ magnétique devient plus grande et d’autres objets (éventuellement en mouvement) peuvent créer une erreur.

Pour obtenir une sensibilité maximale, vous pouvez également envisager de fixer une bobine court-circuitée (ou une bobine résonnante accordée) au bas de la cible. Cela créera un signal plus important que d’avoir simplement une cible métallique et des courants de Foucault induits.

Érable

Il semble également répondre à la question de la linéarité. En dessous de 40%, il a l’air très bien.

 

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