電子發(fā)燒友App
客戶經(jīng)常問我：“將磁鐵放在電感數(shù)字轉(zhuǎn)換器（LDC），如LDC1612等附近會產(chǎn)生什么樣的效果？”不受直流磁場的影響對于安全關(guān)鍵系統(tǒng)以及必須具有防干擾功能的系統(tǒng)（如家庭安全系統(tǒng)）而言尤為重要。
答案非常簡單，就是窄帶LC傳感器不會受直流磁場的影響。但可以通過在傳感器附近移動磁鐵來輕松觀察到傳感器電感的變化情況。
確切地說，直流磁鐵會以兩種方式來改變LDC傳感器的讀數(shù)：
??? 一般情況下，永久磁鐵也是導(dǎo)體，或涂有導(dǎo)電涂層；LDC實(shí)際感測的是導(dǎo)電組件，而非磁鐵的直流磁場。
??? 如果將鐵等鐵磁材料作為目標(biāo)，即使在傳感器附近，直流磁鐵可能使材料的磁疇達(dá)到飽和，并使得傳感器交流磁場的目標(biāo)特征發(fā)生變化。
必須要注意的是，這些為二次效應(yīng)；并非直接由直流磁場引起。讓我們來詳細(xì)審視一下這個問題。
為什么LDC不受直流磁場的影響？
LDC傳感器均為窄帶諧振器，僅受頻率與傳感器相同的交流磁場影響。傳感器的頻率Q越高，其帶就越窄，對帶外干擾的抗擾性就越強(qiáng)。
直流磁場（如永久性磁鐵所產(chǎn)生的直流磁場）不會使得傳感器的振蕩頻率發(fā)生變化，因此不會改變LDC的測量結(jié)果。
為了調(diào)查對直流磁場的抗擾性，我使用了極強(qiáng)的銣磁鐵，這種磁鐵為市面上強(qiáng)度最高的一種永久性磁鐵（參見圖1）。這種磁鐵的尺寸為40mm*40mm*20mm，非常強(qiáng)韌：其拉力為80kg！
?
?
圖1：這一釹磁鐵的尺寸為40mm*40mm*20mm，拉力高達(dá)80kg
我采用高斯計(jì)對直流磁場強(qiáng)度進(jìn)行了測量，并在3mm的距離處獲得了335mT的讀數(shù)，如圖2所示。
?
?
圖2：高斯計(jì)顯示在距離3mm處，測得的磁鐵磁場強(qiáng)度為335mT。
我為什么要屏蔽？
永久性磁場不會干擾測量。但是，制成磁鐵的導(dǎo)電材料本身就是一個目標(biāo)。
為了消除磁鐵導(dǎo)電性對LDC的影響，我在磁鐵和高斯計(jì)的探頭之間加裝了一個1.6mm厚的鋁擋板。如圖3所示，鋁板不會影響磁鐵的直流磁場。
?
?
圖3：直流磁場不受1.5mm鋁板的影響
接下來，我在印制電路板（PCB）上安裝了一個帶有直徑為29mm的線圈的LDC1612。該線圈取自LDC參考線圈電路板，每層35匝，共兩層，導(dǎo)線寬度和間距均為0.15mm。傳感器帶有一個330pF的電容器，以1MHz的頻率震蕩。
加裝鋁板后，確保了LDC暴露在磁鐵的磁通上，而非暴露在制成磁鐵的導(dǎo)電材料上。當(dāng)選定的傳感器頻率為1MHz時，鋁板的表皮深度為82μm。因此，1.6mm厚的鋁板超過了19層表皮的深度。由于在前6個表皮深度內(nèi)已經(jīng)流入了>99.9999998%的電流，因此深達(dá)19層表皮的鋁板可以避免磁鐵的導(dǎo)電材料干擾傳感器所產(chǎn)生的交流磁場。
結(jié)果
我在兩種試驗(yàn)條件下對傳感器PCB的響應(yīng)進(jìn)行了比較，如圖4所示。
??? 測試1：無鋁板。將磁鐵從距傳感器50mm處移到距離3mm處。
??? 測試2：按照與傳感器1mm的固定距離插入鋁板。將磁鐵從距傳感器50mm處移到距離3mm處。
我記錄了每一點(diǎn)處LDC所測的電感數(shù)據(jù)和直流磁場強(qiáng)度。
?
?
圖4：測量裝置
在無鋁板的情況下，當(dāng)我將磁鐵從距傳感器3mm處移至50mm處時，傳感器線圈電感增大了45%，如圖5所示。
但是，當(dāng)有鋁板時，未觀察到電感變化（3mm和50mm之間<0.01）。
在同一范圍內(nèi)，磁場強(qiáng)度下降了93%，從335mT降至21mT。
?
?
圖5：線圈磁鐵距離與電感變化和磁場強(qiáng)度
測量顯示：LDC的窄帶結(jié)構(gòu)能夠檢測到制成磁鐵的導(dǎo)電材料，但不受來自其磁場的干擾。金屬薄片可以屏蔽不必要的金屬干擾，但對直流磁場的影響不作規(guī)定。
更多資源：
??? 請閱讀我在電感式感測上的其他博客。
??? 了解德州儀器電感式感測產(chǎn)品組合的詳細(xì)信息。
??? 設(shè)計(jì)您自己的傳感器線圈，在WEBENCH?電感式感測設(shè)計(jì)師的幫助下僅需幾秒鐘就可以開始系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
?
工商網(wǎng)監(jiān)
評論