感應感測：將開關應用簡化

偵測移動物體的開關和鎖存應用在設計上有其複雜度，且往往會有穩定性問題的困擾。這包括安裝偵測開關門狀態的篡改偵測，或者測量長期暴露於塵土或油污環境中齒輪的轉速；而這些不利因素將可能干擾感測器的通訊，進而導致故障。

取決於開關應用上所使用的特定技術，亦有其它難題需要被解決：

˙在額外需要使用磁鐵或磁性材料等零組件時，受到零組件間變數的影響而往往無法很精準，因經常需要在生產過程中進行校準，進而產生了不精準的開關閥值。

˙溫度變化和零組件老化影響開關閥值的精準性和重複性。

德州儀器(TI)推出的LDC0851差動式感應開關即提供一個全新的方法，其可提升溫度穩定開關閥值的精準度，達到線圈直徑的1%，進而免除對生產校準的需要。

LDC0851差動式感應開關原理

如圖1中的LDC0851所示，其使用感應感測在兩個已配對的印刷電路板 (PCB) 線圈之間執行簡單的感應比較。而輸出開關的高低值取決於哪個線圈具有較少的電感。

圖1：LDC0851差動式感應開關功能圖解

應用範例

此全新的開關方法主要對以下兩類應用有所助益：

• 需要非接觸式和可重複開關閥值的近距離偵測應用，其中包括簡單的按鈕、開/關門偵測機制和工業近距離開關等應用。圖2顯示的是一個近距離偵測應用，其中LDC0851在沒有接電的情況下，感測到一個金屬彈片按鈕的位置。從圖3中可看出，可調閥值能輕鬆地實現原型設計，並進行反應上的微調以偵測按鈕的反應。

圖2：簡單按鈕應用範例下的近距離偵測

圖3：對按鈕反應進行微調的可調閥值

• 需要在髒汙和惡劣環境中正常工作的事件計數應用，例如流量計、齒輪速度測量裝置和旋轉編碼器等；這些應用都能從感應開關本身的穩健性中受益。在圖4中所示之TI所設計的感應感測32位編碼器旋鈕參考設計使用的LDC0851中安裝一32位編碼器旋鈕，其常見於車載資通訊系統或家用電器的介面（例如爐灶和音量調節按鈕）中。

圖4：基於LDC0851的編碼器旋鈕參考設計

原型設計工具與資源

圖5中顯示的是一個簡易版的鈕扣電池供電評估模組 (EVM)。從圖中可以看出，其功能是進行近距離感測，以及簡單的開關金屬按鈕偵測。這個EVM上有一個穿孔，可用客製化的感測器來替換這個預設感測器。

請參考WEBENCH® 線圈設計工具來進一步瞭解這款全新的感應開關，其能夠幫助簡化針對LDC0851的堆疊式線圈的設計。

其它資源

• 參考LDC0851產品規格表和LDC0851快速入門指南。
• 下載LDC工具資料工作表，其包含專門用於配置LDC0851的標籤頁。
• 閱讀其它關於感應感測的部落客文章。
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