性价比与高精度兼备，电感式传感正拓展更多应用

电子发烧友网报道（文/李宁远）高精度的位置传感在很多应用中都是关键技术，我们熟知的磁传感芯片在其中就占比很大。除了磁传感，很多应用中也会选择电感式传感来进行高精度的位置检测，尤其在对功能安全要求较高的场合，还会选择电感式传感加上磁传感一起使用来实现系统冗余。
 
电感式传感，一种将被测量转换为线圈的自感或互感的变化来测量的传感技术，因其无活动触点、可靠度高、寿命长等特点，在很多应用中承担起了高精传感重任。
 
何为电感式传感？
 
电感传感的线圈匝数和材料导磁系数固定，其电感量的变化是由于位移输入量导致线圈磁路的几何尺寸变化而引起的。当导电目标接近感应线圈时，会在导电目标的表面形成涡流。涡流产生自己的磁场。这些涡流的磁场抵抗电感线圈的电流降低了系统的电感，增加了谐振传感频率。测量频率变化就可以确定电感变化进而确定被测物理量的变化。
 
根据这一原理，可以测量的物理量很多，位移、压力、流量、振动、加速度等等物理量都可以转换成线圈的自感互感系数的变化，并进一步通过电压电流的变化来精准测得。因此其应用范围也覆盖很多领域。
 
电感式传感是相对来说性能非常稳定的传感方案，它本身是没有活动触点的，这一构造使得它能在恶劣的工况中能够保持相对稳定的传感输出，使用寿命也比较长。在工作中，电感式传感不需要与目标物体进行物理接触，非接触式的传感在现在也是很受欢迎的一点。现在很多金属物体的检测，都会用电感式传感来做。
 
当然，电感式传感也有局限的地方，既然是利用了线圈的自感互感，那肯定容易受到附近电气设备或电源线的电磁干扰的影响，需要在屏蔽或滤波上增强以确保准确的测量。
 
此外，线圈外径决定了检测距离，在较远范围里，虽然电感式传感能够检测到，但此时有效测量分辨率会降低。在远程传感上，电感式传感并不很匹配。
 
目前很多金属接近感测、位移检测、增量编码器、压力检测都会使用电感式传感来做，是综合性价比很高的选择。
 
常见的电感式传感应用
 
在电动工具和其他工业设备中，有经常检测金属（例如管道探测仪）的需求。这种应用现在很多都会用电感传感来做，因为它可以感测金属的接近度，如果是旋转系统，电感传感还可以检测被测体的压缩程度进一步测量出旋转系统的速度和位置。这种方案成本很低，一个PCB线圈就能实现对任何金属材料的检测，性价比很高。
 
一些传感芯片厂商，通过增强芯片设计和引入片上数字信号处理，已经将电感传感芯片应用在车内方向盘转角位置检测、执行器角度位置检测、制动踏板位移检测上，拓展了电感传感的应用领域。
 
利用这种技术，不仅能进行金属接近检测，还能进行编码器设计，应用在伺服驱动上。线圈可以设计到与电机的极对数同步，IC输出与单个极对数分段内的电角位置成正比，这种应用下的电机编码器会有更高的分辨率，这种设计用来提高电机精度是一种效率很高，成本很低的方案。
 
除了接近检测、编码器设计，现在的HMI领域也有很多电感传感的身影。现在的HMI需要更智能的触控体验，触控功能的触发需要对检测压力。电感传感不仅可以进行压力检测，还能通过检测按压程度，来实现多级按钮功能。
 
小结
 
对于许多需要位置感应的应用，需要传感技术能实现高精度并抗杂散磁场，性能好的同时使用也不要过于复杂，电感式传感在不断地优化和发展中，在很多应用里成为高精度位置感应的关键技术。