измерить индуктивность, исключив влияние 20 метров провода Опции

[_pv]

есть индуктивный датчик, подключенный к LDC1612, который измеряет резонансную частоту LC и через это - изменяющуюся индуктивность и, соответственно, расстояние от катушки до металической пластины.
теперь надо бы этот датчик отнести на 20м витой пары от платы с LDC1612.
индуктивность проводов при этом становится сравнимой с индуктивностью катушки.
и есть опасения что датчик начнёт показывать то, каким образом провод бросили вместо измеряемого расстояния.
катушку можно наверное и побольше взять, но сильно маленькую частоту тоже не хотелось бы, вокруг хватает различных моторов, и прочей силовой электроники

плюс не совсем понятно что там именно внутри Resonant Circuit Driver у LDC1612.
соответственно вопрос: можно ли как-нибудь поделить паразитную индуктивность провода, так же как делится ёмкость у осциллографицеских щупов?
ну или может какой-нибудь другой способ измерения индуктивности чтобы при этом исключить влияние изменения паразитных 20м проводов.
от положения провода в пространстве индуктивность витой пары наверное не сильно уж меняется, но измерять хочется 10^-4.
удлиннить на эти 20м i2c у LDC1612 было бы гораздо проще, но нельзя.

[novikovfb]

Если измерять индуктивность по напряжению на катушке, запитанной изменяющимся током (L=U/(dI/dt)), то можно попробовать четырехпроводную линию: по двум проводам подавать "пилу" тока, по двум другим проводам - измерять напряжение. Исключить емкость можно за счет длинных участков с постоянно изменяющимся током, т.к. напряжение должно быть постоянным и перезаряд емкости проводов должен меньше влиять на результат измерения.
Но, может дешевле обойдется вынести LDC1612 и тянуть цифру?

[_pv]

Но, может дешевле обойдется вынести LDC1612 и тянуть цифру?

было бы дешевле, вынес бы, ионизирующее излучение не даёт.
наверное lvdt какой-нибудь сообразить можно, чтобы от провода не зависело ничего, но опять же частоту с 10^-4 гораздо приятнее измерять, чем напряжение, да ещё и переменное.

[blackfin]

ну или может какой-нибудь другой способ измерения индуктивности чтобы при этом исключить влияние изменения паразитных 20 м проводов. от положения провода в пространстве индуктивность витой пары наверное не сильно уж меняется, но измерять хочется 10^-4.

А замкнуть выводы катушки на дальнем конце 20 м проводов, измерить индуктивность 20 м проводов, а потом разомкнуть выводы катушки и еще раз измерить суммарную индуктивность, это возможно?

PS. В принципе, это типичная задача из "теории длинных линий". Если соединяющая катушку и прибор витая пара в достаточной степени однородна, то всю конструкцию можно с достаточной точностью аппроксимировать "трансформатором сопротивления" на основе "длинной линии" с подключенной к выходу распределенного трансформатора индуктивностью. Параметы самой линии (параметры S11,S12,S22) можно, КМК, измерить одновременно с измерением индуктивности, если проводить измерения входного комплексного сопротивления всей схемы для нескольких гармонических частот. При этом, параметры схемы замещения измеряемой индуктивности должны, ессно, включать в себя паразитные емкости и сопротивления потерь в измеряемой индуктивности.

[_pv]

А замкнуть выводы катушки на дальнем конце 20 м проводов, измерить индуктивность 20 м проводов, а потом разомкнуть выводы катушки и еще раз измерить суммарную индуктивность, это возможно?

да можно, наверное, даже взять обычную витую пару пятой категории и в качестве референса измерять отдельную неипользуемую закороченную витую пару, чтобы не переключать ничего. ведь не сама по себе паразитная индуктивность провода страшна, а её изменение а у двух пар в одном кабеле она как-то более менее одинаково меняться должна.

но всё-таки нельзя ли куда-нибудь вставить частотонезависимый делитель, как в щупе осциллографа, который ценой увеличения напряжения в 10 раз во столько же раз скомпенсирует паразитную индуктивность/ёмкость провода?

[blackfin]

да можно, наверное, даже взять обычную витую пару пятой категории и в качестве референса измерять отдельную неипользуемую закороченную витую пару, чтобы не переключать ничего.

ИМХО, лучше все же измерить в трех частотных точках комплексное входное сопротивление длинной линии к выходу которой подключена индуктивность. Три измеренных комплексных сопротивления позволят вычислить шесть вещественных параметров:

1. Волновое сопротивление длинной линии,
2. Погонное затухание в длинной линии,
3. Длину сегмента длинной линии,
4. Значение измеряемой индуктивности,
5. Значение паразитной емкости в измеряемой индуктивности,
6. Значение сопротивления потерь в измеряемой индуктивности.

Если геометрия и температура в дальнейшем меняться не будут, то при последующих измерениях параметры длинной линии можно считать уже заранее известными и проводить измерения на одной частоте.

PS. Ну это, если вам действительно нужна точность 1.0e-4.

PPS. И нужно помнить, что вихревые токи в металлической пластине будут, в зависимости от расстояния между катушкой и пластиной, изменять не только индуктивность измерительной катушки, но и величину ее паразитной емкости и сопротивления потерь:

есть индуктивный датчик, ..., который измеряет ... изменяющуюся индуктивность и, соответственно, расстояние от катушки до металлической пластины.

[_pv]

20м для пары МГц вроде не особо длинная линия-то получается, а если частоту ещё понизить так вообще.

PPS. И нужно помнить, что вихревые токи в металлической пластине будут, в зависимости от расстояния между катушкой и пластиной, изменять не только индуктивность измерительной катушки, но и параметры ее паразитных емкости и сопротивления потерь:

всё равно калибровать целиком по расстоянию придётся, там и без этого зависимость нелинейная.

[AlexandrY]

20м для пары МГц вроде не особо длинная линия-то получается, а если частоту ещё понизить так вообще.

Бесполезная трата времени.
Что угодно, но только не сенсоры TI.
Им для работы с заявленной точностью нужен исключительно хороший стабильный резонанс.
А тут и емкость проводов гулять будет, и индуктивность будет плавать от малейшего изменения температуры.
Длинные провода еще и потенциал дают не слабый при электризации за счет трения друг об друга.
Это еще не говорим о внешних наводках.
Сенсоры LDC1612 годятся только для вандалоустойчивых металлических мембранных кнопок.

[Plain]

приятнее измерять, чем напряжение, да ещё и переменное

У предлагаемого способа оно постоянное.

[_pv]

У предлагаемого способа оно постоянное.

да, про переменное это а я о lvdt подумал.

[_Vova]

но всё-таки нельзя ли куда-нибудь вставить частотонезависимый делитель, как в щупе осциллографа, который ценой увеличения напряжения в 10 раз во столько же раз скомпенсирует паразитную индуктивность/ёмкость провода?

у осциллографа делитель расположен возле источника сигнала (в щупе), что позволяет уменьшить влияние нагрузки (кабель и осциллограф) на источник сигнала, у Вас измерительная часть от LDC1612 (можно считать за источник сигнал) через кабель до датчика, думаю влияние кабеля делителями здесь не скомпенсировать.
и вообще проверить бы как влияют внешние условия на кабель
отказаться от LDC1612 в датчик поставить сердечник и сделать ОС по уровню сигнала с измерительной обмотки, индуктивность изменять подмагничиванием или просто напряжение возбуждения поднимать

[_pv]

у осциллографа делитель расположен возле источника сигнала (в щупе), что позволяет уменьшить влияние нагрузки (кабель и осциллограф) на источник сигнала, у Вас измерительная часть от LDC1612 (можно считать за источник сигнал) через кабель до датчика, думаю влияние кабеля делителями здесь не скомпенсировать.

ну собственно и надо чтобы кабель не нагружал LC контур, при этом понятно что с делителем у LDC придётся задрать ток которым он этот контур раскачивает, его там в каких-то пределах задавать можно.
плюс ещё нет понимания что именно там на входе/выходе внутри у LDC1612.
а так можно было бы и на отдельных ОУ собрать увеличив напряжение, а цифровая часть - в МК таймер есть, чтобы частоту измерять.

[_Vova]

ну собственно и надо чтобы кабель не нагружал LC контур

наверно я не совсем ясно выразился попробую несколько по другому, проверьте ход мысли, может я и не прав
у осциллографа сигнал идет на делитель потом в кабель, делитель позволяет увеличить (для схемы) входной импеданс осциллограф+кабель. Здесь источник сигнала (генератор) - схема, нагрузка схемы - делитель,кабель,осцил.
у LDC1612 нагрузка - кабель + датчик, делитель возле датчика "отделит" датчик от кабеля - LDC будет "видеть" только кабель; делитель возле LDC1612 ничего не "отделит" - датчик и кабель для LDC1612 "одно целое" уменьшенное на коэф. деления
механическая аналогия (сходу ближе не придумал)
для осциллографа: нужно определить амплитуду/частоту вибрации тела(схема) сильно на него не влияя, есть плохо подвижный механизм - измеритель(осцил с кабелем), но с помощью длинного рычага (делителя)можно заставить этот механизм двигаться, но с малой амплитудой
для LCD: есть тело(датчик), измерителю(LDC) нужно его раскачать (сделать маятник) и по периоду колебании определить его массу, но в наличии нет нити, а есть трос(кабель) массы примерно как у тела, куда бы ни поставили рычаг(делитель), раскачивающий не сможет определить период самого тела, при условии что масса троса "с погрешностью"
или два два пружинных маятника (кабель и датчик) соединены на одной оси - нужно определить массу второго груза(датчика), масса первого(кабеля) определена с погрешностью

[_pv]

делитель возле датчика уменьшит ёмкость кабеля для датчика,
то что LDC будет при этом смотреть на датчик через верхнюю половину делителя (нижняя его никак дополнительно не нагрузит), то для него это будет просто последовательные 100пФ делителя (20м кабеля = 1нФ, делитель 1:10) или 800Ом на 2МГц. поди переживёт.

[_Vova]

насколько понял LDC измеряет резонансную частоту подключенной цепи, нестабильность параметров кабеля останется
может я делитель себе не так представляю

PS пролистал DS на LDC что-то на длинную линию сомнительно..
PPS там два канала может на второй повесить компенсирующий датчик, или если возможно, расположить его с другой стороны подвижной пластины