上海維立勝衡傳感器有限公司
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閱讀：31發(fā)布時(shí)間：2025-3-3
感應(yīng)傳感利用感應(yīng)線圈和目標(biāo)金屬之間的電磁耦合來生成信號(hào)。PSoC 4700S中的CAPSENSE硬件將交流信號(hào)驅(qū)動(dòng)到儲(chǔ)能電路中，以引發(fā)從電感器發(fā)出的電磁場。附近的金屬目標(biāo)會(huì)干擾電磁場，從而改變儲(chǔ)能電路的諧振頻率。PSoC 4700S器件檢測此變化并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。
產(chǎn)生的信號(hào)與目標(biāo)金屬與線圈的接近程度成正比，并且很大程度上不受手的存在的影響。這使得電感式傳感在具有金屬表面的系統(tǒng)中表現(xiàn)得非常好，而電容式傳感性能可能會(huì)降低。
PSoC 4700S的電感式傳感器是使用儲(chǔ)能電路組件創(chuàng)建的，包括PCB走線線圈、并聯(lián)電容器、去耦電容器和串聯(lián)電阻器。還使用兩個(gè)引腳；一個(gè)Tx和一個(gè)Rx引腳。
儲(chǔ)能電路中的電感器可以由以二維線圈形狀布線的多層PCB跡線創(chuàng)建。因此，可以輕松地將扁平金屬材料覆蓋在感應(yīng)傳感器上。
可以看一下CY8CKIT-148的金屬觸摸感應(yīng)傳感器系統(tǒng)示例：
金屬覆蓋層的構(gòu)造很簡單，僅涉及間隔粘合劑和實(shí)際金屬本身。需要墊片來創(chuàng)建一定范圍的金屬覆蓋層在觸摸時(shí)的偏轉(zhuǎn)。這種簡單的結(jié)構(gòu)與感應(yīng)傳感技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了一些非常時(shí)尚的金屬用戶界面。
上述金屬觸摸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了一種力感測形式，其中可測量的力產(chǎn)生信號(hào)變化?？梢允褂媒饘購椈蓪?shí)現(xiàn)更*的力感測版本。
我們可以利用兩個(gè)關(guān)鍵原理來確定彈簧壓縮力。
為了利用胡克定律，我們必須有一個(gè)已知的彈簧系數(shù)(K)。感應(yīng)傳感系統(tǒng)確定位移，然后我們可以用它來計(jì)算施加到系統(tǒng)的力。
為了利用惠勒方程，將螺旋線圈連接為電感器。在這種情況下，我們需要知道上式中所示的線圈尺寸。隨著長度減小，其他參數(shù)保持不變，使我們能夠得出與彈簧位移成比例的電感曲線。
結(jié)合起來，這兩個(gè)方程可以提供電感變化所產(chǎn)生的力的完整圖像。
如果您希望堅(jiān)固、時(shí)尚的觸摸界面能夠在潮濕條件下正常工作，那么電感式傳感非常適合您。感應(yīng)線圈不會(huì)受到水或其他非導(dǎo)電材料的影響。
可以仔細(xì)選擇金屬覆蓋層，以便在深度壓力下為您的設(shè)備提供適當(dāng)?shù)钠D(zhuǎn)量?；蛘?，可以在覆蓋金屬和傳感器之間創(chuàng)建間隙，使水能夠平衡所有深度的壓力。
請(qǐng)記住，除傳感器本身之外的任何暴露組件仍需要適當(dāng)容納并防水。
不同的材料以不同的方式影響電磁場，產(chǎn)生可用于確定材料類型的信號(hào)。非磁性金屬往往會(huì)增加系統(tǒng)的頻率，同時(shí)降低振幅。磁性材料和其他感應(yīng)線圈往往會(huì)增加振幅，同時(shí)降低系統(tǒng)頻率。
我們測試了6種不同的材料，看看它們?cè)?5mm電感線圈范圍內(nèi)時(shí)的頻率響應(yīng)如何：
顯然，鋁金屬顯示出預(yù)期的振幅下降和頻率增加，而較小的線圈（NFC標(biāo)簽粉紅色和紅色）的影響最小。較大的電感線圈也具有增加振幅和降低系統(tǒng)諧振頻率的預(yù)期結(jié)果。
我們可以利用這些結(jié)果來開發(fā)一個(gè)快速應(yīng)用程序來檢測金屬或更大的線圈物體的存在。CY8CKIT-148具有必要的感應(yīng)傳感硬件。借助該套件，我們可以使用代碼示例CE223813電感式接近感應(yīng)，無需任何修改。我選擇了一個(gè)鋁盤和一個(gè)大電感線圈作為檢測對(duì)象。
原始計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)顯示檢測電感線圈時(shí)信號(hào)明顯反轉(zhuǎn)：
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