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[Top Chip]: Texas Instruments LDC1000 Inductance to Digital Converter

Der LDC1000 misst die Induktivität L sowie einen zu den Spulenverlusten proportinalen, fiktiven, Parallelwiderstand Rp einer angeschlossenen Induktivität. Dazu wird mit einer Parallelkapazität Cp (unbedingt hochwertiges NP0/C0G Material verwenden!) ein Schwingkeis aufgebaut, die Resonanzfrequenz muss dabei unter über 5kHz und unter 5MHz liegen (wozu ggf. zur Feinabstimmung iterative Optimierungen notwendig sind, d.h. probieren). Der IC misst die Schwingfrequenz und aus dieser kann bei bekannter (und als konstant angenommenen) Parallelkapazität mit der allseits beliebten Thomsonschen Schwingungsformel die Induktivität berechnet werden.

Zusätzlich wird der zur Aufrechterhaltung der Schwingung benötigten Strom gemessen und aus diesem ein als „Proximity Data“ bezeichneter Wert berechnet. Der Name kommt daher, dass er zu den Wirbelstromverlusten in einem sich der Sensorspule nähernden ferromagnetischem Ziel (umgekehrt) proportional ist. Linearisiert ergibt sich daraus der besagte Parallelwiderstand Rp. Man kann unter Verwendung der bekannten Kapazität und der gemessenen Induktivität dann aber auch den als Angabe bei Induktivitäten üblicheren Serienwiderstand Rs errechnen.

Es gibt ein wirklich nettes kleines Evalboard  samt PC-Software zu diesem Chip und auch eine nach AEC-Q100 Temperature Grade 0 (-40°C bis 150°C (!) ) qualifizierte Version. Sehr praktisch, wenn es mit der Klimaerwärmung so weitergeht oder man direkt an etwas wärmeren Orten (Getriebe und Motoren…) messen muss.

Bei TI findet man noch weitere Inductance to Digital Converter, unter anderem den LDC1101 für Sensorfrequenzen von 500kHz bis 10MHz und mit einem Betriebsspannungsbereich von 1.8V bis 3.3V, sowie einige mehrkanälige ICs, die aber „nur“ die Induktivität und nicht den Verlustwiderstand berechnen.

Für das korrekte Dimensionieren der Filterkapazität ist bei all diesen ICs eine low capacitance active probe fürs Oszilloskop empfehlenswert, aber die sollte man ja sowieso immer griffbereit haben. Im Notfall reicht aber auch eine selbstgebaute passive probe.

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