電感式傳感器利用線圈自感或互感系數(shù)的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)非電量電測(cè)。在很多應(yīng)用中都會(huì)有利用到電感式傳感器來(lái)對(duì)位移、壓力、振動(dòng)、應(yīng)變、流量等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，在機(jī)電控制系統(tǒng)中應(yīng)用得尤為廣泛。這不僅得益于它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈敏度高，其抗干擾能力強(qiáng)及測(cè)量精度高也有很重要的優(yōu)勢(shì)點(diǎn)。感應(yīng)傳感器檢測(cè)金屬目標(biāo)與感應(yīng)線圈傳感器的接近程度，而電容傳感器檢測(cè)傳感器和電極之間的電容變化。

在某些情況下，由于更高的采樣率或更低的成本，我們可能希望使用 12 位LDC1312或LDC1314，當(dāng) 12 位 LDC 的分辨率不足以滿足我們的特定系統(tǒng)需求時(shí)，例如在這個(gè)1 度刻度盤。在這種情況下，我們可以使用增益和偏移寄存器將有效位數(shù) (ENOB) 最多提高 4 位。測(cè)量時(shí)序不受使用增益和偏移的影響。

增益/偏移功能有效，因?yàn)長(zhǎng)DC1312和LDC1314具有內(nèi)部 16 位數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，但它們僅顯示數(shù)據(jù)寄存器中的 12 個(gè)位：DATA_CH0、DATA_CH1、DATA_CH2 和 DATA_CH3。默認(rèn)情況下，增益功能被禁用，DATA 寄存器顯示 16 位字的 12 個(gè)最高有效位 (MSB)。但是，可以轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)輸出；見圖 1。

圖 1：轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出增益

使用 4x、8x 或 16x 的增益會(huì)導(dǎo)致 2 位、3 位或 4 位數(shù)據(jù)移位，這相當(dāng)于將最大有效位數(shù)分別增加 2 位、3 位或 4 位。

讓我們用一個(gè)簡(jiǎn)單的例子來(lái)說明增益和偏移是如何工作的。該示例使用LDC1314 評(píng)估模塊。我的目標(biāo)是在 0.2 毫米目標(biāo)距離和無(wú)限目標(biāo)距離之間移動(dòng)的美國(guó)四分之一。

以下是通過三個(gè)簡(jiǎn)單步驟優(yōu)化分辨率的方法：

1. 確定系統(tǒng)邊界。在最小目標(biāo)距離（0.2mm）和最大目標(biāo)距離（無(wú)限）之間移動(dòng)時(shí)，我測(cè)量以下（表1）：

表 1：應(yīng)用增益前的 ENOB

使用增益功能會(huì)丟棄 MSB；因此，確保最大輸出比例不低于零或高于新數(shù)據(jù)輸出的滿量程非常重要。數(shù)據(jù)表顯示 最大輸出范圍必須為：

· ≤ 100% 滿量程，增益 = 1x

· ≤ 25% 滿量程，增益 = 4x

· ≤ 12.5% 滿量程，增益 = 8x

· ≤ 6.25% 滿量程，增益 = 16x

2.應(yīng)用增益。滿量程數(shù)據(jù)字為 2 12 -1 = 4,095。我的示例顯示了最小和最大目標(biāo)位置之間的 90 個(gè)代碼增量，僅為滿量程的 2.2%。因此，我可以輕松地使用 16 倍的最大增益設(shè)置。在這種情況下，我測(cè)量了以下內(nèi)容（表 2）：

((*) 信號(hào)被削波

表 2：應(yīng)用增益后的 ENOB

我的代碼增量有了很大的改進(jìn)，但在最小目標(biāo)距離處的數(shù)據(jù)輸出在我的新數(shù)據(jù)字的全范圍內(nèi)剪輯。

3.減去偏移量。雖然我的系統(tǒng)僅使用滿量程的 2.2%，但它跨越了滿量程邊界，導(dǎo)致信息丟失。為了解決這個(gè)問題，我可以使用偏移寄存器從數(shù)據(jù)輸出中減去一個(gè)固定的偏移量。最大目標(biāo)距離輸出碼是3212，所以我可以輕松減去2000碼。

(*) 信號(hào)被削波

表 3：應(yīng)用增益和偏移后的 ENOB

增益為 16 倍，偏移量為 -2,000 個(gè)代碼，LDC 現(xiàn)在記錄 1,212 到 2,670 之間的數(shù)據(jù)，如表 3 所示。這完全在 0 到 4,095 的輸出代碼限制范圍內(nèi)。代碼增量為 1,458 個(gè)代碼，比默認(rèn)情況提高了 4 位，增益為 1。

圖 2 顯示了此示例的工作輸出范圍，無(wú)增益、增益為 16、增益為 16 且偏移為 -2,000。

圖 2：應(yīng)用增益和偏移后轉(zhuǎn)換信號(hào)范圍增加

如果分辨率還是不夠怎么辦？

在這個(gè)簡(jiǎn)單的示例中，有效分辨率提高了 4 位（從 6.5 位到 10.5 位），而對(duì)時(shí)序或功耗沒有任何影響。如果此有效分辨率仍不足以滿足我們的系統(tǒng)要求，請(qǐng)考慮使用我們的 28 位多通道器件LDC1612或LDC1614 。我們可以在此處閱讀有關(guān)LDC1612和LDC1614 分辨率優(yōu)勢(shì)的更多信息。