LDC1000学习资料

概述

LDC1000 是世界首款电感到数字转换器。

提供低功耗，小封装，低成本的解决方案。

它的 SPI 接口可以很方便连接 MCU。

LDC1000 只需要外接一个 PCB 线圈或者自制线圈就可以实现非接触式电感检测。

LDC1000 的电感检测并不是指像 Q 表那样测试线圈的电感量， 而是可以测试外部金属物体和 LDC1000 相连的测试线圈的空间位置关系。

特性

磁一一自由操作

可调式感测范围（通过线圈的设计）

降低系统成本

远程传感器的位置（从恶劣环境的解耦LDC）

高耐久性（通过接触较少的操作）

环境干扰不敏感 （如灰尘，灰尘，水，油）

电源电压，模拟：4.75V 至5.25V

电源电压，IO：1.8V至5.25V

电源电流（WIO LC Tank）： 1.7毫安

RP分辨率： 16位

分辨率： 24位

频率范围： 5Khz~~5Mhz

优势

1、 更高的分辨率：可通过 16 位共振阻抗及 24 位电感值，在位置传感应用中实现亚微米级分辨率；

2、更高的可靠性：提供非接触传感技术避免受油污尘土等非导电污染物的影响，可延长设备使用寿命；

3、更高的灵活性：允许传感器远离电子产品安放，处于 PCB 无法安放的位置；

4、更低的系统成本：采用低成本传感器及传导目标，无需磁体；

5、无限可能性：支持压缩的金属薄片或导电油墨目标，可为创造性创新系统设计带来无限可能；

6、更低的系统功耗：标准工作时功耗不足 8.5mW，待机模式下功耗不足 1.25mW。

LDC1000插针图

LDC1000工作原理与应用分析

LDC1000工作原理

LDC1000电感的检测原理是利用电磁感应原理。

在线圈中加一个交变电流，线圈周围会产生交变磁场，这时如果有金属物体（如图）进入这个磁场则会在金属物体表面产生涡流。

涡流电流与线圈电流的方向相反。

涡流产生的感应电磁场与线圈的电磁场方向相反。

涡流与金属体磁导率、电导率、线圈的几何形状、几何尺寸以及头部线圈到金属导体表面的距离等参数有关。

涡流产生的反方向磁场跟线圈耦合在一起，就像是有另一个次级线圈存在一样。

这样LDC1000的线圈作为次级线圈就形成了一个变压器。

如图3-2所示由于变压器的互感作用，在初级线圈这一侧就可以检测到次级线圈的参数。

设Ls为初级线圈的电感值，Rs为初级线圈的寄生电阻。

L（d）为互感，R（d）是互感电阻的寄生电阻，其中d为距离的函数。

交流电若只加在电感上（初级线圈），则在产生交变磁场的同时也会消耗大量的能量。

这时将一个电容并联在电感上，由于LC的并联谐振作用能量损耗大大减小，只会损耗在Rs和R（d）上。

由此可知检测到R（d）的损耗就可以间接的检测到d。

由上可知LCD1000并不是直接检测串联电阻，而是检测等效并联电阻。

LDC1000的应用领域

检测所有磁性物体的速度、位置、齿轮的位置、转速、角度等等。

目标应用包括工业、汽车、消费类、医疗、计算与移动设备、通信领域。

具体应用范围从简单的按钮、旋钮及开关到高分辨率心率监视器、涡轮流量计以及高速电机／齿轮控制器，无所不包。

基于单片机控制的智能型金属探测定位器，采用TI公司新研发的LDC1000作为传感器，提高检测精度；

处理部件则采用MSP430单片机作为检测和控制核心，并利用其内部的定时器和模数转换器实现探测波形幅值的采样量化，通过数字信号处理提高系统的灵敏度和抗干扰能力；

硬件则由小车和LDC1000套件组成，可自主探测指定区域内的金属体并发出声光提示，较传统金属探测仪更加智能化，应用前景更加广泛。

利用 LDC1000 的特性配以外部设计的金属物体即可很方便实现：
水平或垂直距离检测；
角度检测；
位移监测；
运动检测；
振动检测；
金属成分检测（合金检测）。

可以广泛 应用在汽车、消费电子、计算机、工业、通信和医疗领域。

// initialize SPI P4DIR |= BIT0; // CS引脚功能和方向选择，为IO口

P4SEL &= ~BIT0; //SPI SETUP

P4SEL |=BIT1 + BIT2 + BIT3;

//SOMI,SIMO,CLK引脚功能

UCB1CTL1 |=UCSWRST;

UCB1CTL0 |= UCMST+UCMSB+UCSYNC+UCCKPL;

//SPI工作模式配置，3线SPI，8位数据，主机，MSB优先 UCB1CTL1 |= UCSSEL_1;

//选择SPI模块的时钟 UUCB1BR0 = 0x06;

UCB1BR1 = 0;

//对时钟进行分频 UCB1CTL1 &= ~UCSWRST;