信号的传感器数据，使得所述输出传感器数据表示区别于另一谐振传感器的任何目标感测状况的相应的目标感测谐振传感器的所述目标感测状况，且因此表示所述相应的目标相对于此目标感测谐振传感器的所述目标位置。9.根据权利要求8所述的电路，其中 每一谐振传感器进一步通过谐振阻抗表征;且 所述谐振控制电路响应于所述目标感测谐振控制信号以驱动对应于所述目标感测状况的所述目标感测系统谐振频率状态，从而平衡起因于所述目标感测状况的所述目标感测谐振传感器的谐振阻抗中的变化。10.根据权利要求8所述的电路，其中所述电感式位置感测系统经配置以用于基于输出传感器数据进行接近度检测，所述输出传感器数据表示对应于相对于所述目标感测谐振传感器的指定接近度距离处的相应目标的目标接近度状况，所述传感器数据表示对应于所述目标接近度状况的所述目标感测谐振频率状态，其唯一地区分所述目标感测谐振传感器。11.根据权利要求8所述的电路，其中所述电感式位置感测系统经配置以用于基于输出传感器数据进行范围检测，所述输出传感器数据表示对应于所述目标感测谐振传感器的所述感测范围内的位置处的相应目标的目标范围状况，所述传感器数据表示对应于所述目标范围状况的所述目标感测谐振频率状态，其唯一地区分所述目标感测谐振传感器。12.根据权利要求8所述的电路，其中每一谐振传感器谐振器包含电感器及电容器，其经配置以使得: 所述电感器具有对于每一谐振器实质上相同的电感值;且 所述电容器具有相对于其它谐振器唯一的电容值，且经指定以使得:相关联的标称谐振频率状态区别于任何其它谐振传感器的相关联的标称谐振频率状态;且此谐振传感器及其感测范围的任何相关联的目标感测谐振频率状态不与任何其它谐振传感器的任何目标感测谐振频率状态重叠。13.根据权利要求8所述的电路，其中系统谐振状态通过稳定状态系统振荡频率表征，且其中所述IDC电路进一步包括: 谐振器频率电路，其经配置以产生对应于包含目标感测系统谐振状态的目标感测系统频率的系统频率的系统频率信号，使得表示所述目标感测状况的所述传感器数据是基于所述对应的目标感测谐振器控制信号及所述目标感测系统频率信号中的至少一者。14.根据权利要求9所述的电路，其中: 所述系统谐振状态通过系统振荡振幅及振荡频率表征； 所述谐振控制电路包含负阻抗电路，其经配置以通过响应于负阻抗控制信号将负阻抗驱动到所述IDC单通道接口而驱动系统谐振状态； 所述IDC回路控制电路包含负阻抗控制电路，其经配置以基于起因于由所述目标感测状况引起的所述目标感测谐振传感器的所述谐振阻抗中的变化的系统振荡振幅中的变化而产生所述负阻抗控制信号，包含对应于所述目标感测状况的所述目标感测系统谐振状态的目标感测负阻抗控制信号； 所述负阻抗电路响应于所述目标感测负阻抗控制信号以将负阻抗驱动到对应于所述目标感测系统谐振状态的所述IDC单通道接口 ； 所述负阻抗电路及所述负阻抗控制电路建立负阻抗控制回路，其包含相应的串联回路耦合的谐振传感器的每一谐振器作为回路滤波器，且所述负阻抗电路及所述负阻抗控制电路可操作以控制被驱动到所述IDC单通道接口的所述负阻抗以平衡目标感测谐振传感器的谐振阻抗中的任何变化，从而将所述目标感测谐振传感器驱动到对应于所述目标感测状况的所述目标感测谐振频率状态;且 所述输出传感器数据对应于所述负阻抗控制信号，使得所述输出传感器数据表示平衡起因于所述目标感测状况的所述目标感测谐振传感器的谐振阻抗所需要的所述负阻抗，且因此表示所述相应的目标相对于此目标感测谐振传感器的所述目标位置。15.—种可适用于电感式位置感测的方法，其可用于具有以串联回路拓扑配置的多个谐振传感器及电感-数字转换IDC单元的电感式位置感测系统中，其中所述谐振传感器串联回路耦合到所述IDC的单通道接口，每一谐振传感器经调适以将目标位置感测为感测范围内的相应的导电目标相对于所述谐振传感器的位置，每一谐振传感器包含谐振器，所述谐振器针对谐振频率状态(稳定状态振荡振幅及谐振器频率)及感测范围而配置，且被配置以用于在以下状态下操作:标称谐振频率状态，其中所述谐振传感器的所述目标在其感测范围之外，所述谐振器经配置以使得所述标称谐振频率状态相对于任何其它谐振传感器的标称谐振频率状态是唯一的；及目标感测谐振频率状态，其对应于目标感测状况中的目标感测谐振传感器，其中其相应的目标在其感测范围内的目标位置处，所述谐振器经配置以使得所述目标感测谐振频率状态不与相应的目标感测状况中的任何其它谐振传感器的任何目标感测谐振频率状态重叠，所述方法包括: 通过所述单通道接口将所述多个谐振传感器驱动到系统谐振状态，其中每一谐振传感器被驱动到谐振频率状态； 响应于目标感测谐振传感器的目标感测状况而产生目标感测谐振控制信号； 响应于所述目标感测谐振控制信号而驱动对应于在所述目标感测状况的目标感测谐振频率状态下操作的目标感测谐振传感器的目标感测系统谐振状态； 从而建立所述IDC控制回路，其包含所述串联回路耦合的谐振传感器的每一相应谐振器作为回路滤波器，所述IDC控制回路驱动所述系统谐振状态，包含其中每一谐振传感器被驱动到其标称谐振频率状态的标称系统谐振状态，且包含其中至少一个谐振传感器被驱动到与所述目标感测状况相关联的所述目标感测谐振频率状态的所述目标感测系统谐振状态;及 输出对应于所述目标感测谐振控制信号的传感器数据，使得所述输出传感器数据表示区别于另一谐振传感器的任何目标感测状况的相应的目标感测谐振传感器的所述目标感测状况，且因此表示所述相应的目标相对于此目标感测谐振传感器的所述目标位置。16.根据权利要求15所述的方法，其中所述电感式位置感测系统经配置以用于基于输出传感器数据进行接近度检测，所述输出传感器数据表示对应于相对于所述目标感测谐振传感器的指定接近度距离处的相应目标的目标接近度状况，所述传感器数据表示对应于所述目标接近度状况的所述目标感测谐振频率状态，其唯一地区分所述目标感测谐振传感器。17.根据权利要求15所述的方法，其中所述电感式位置感测系统经配置以用于基于输出传感器数据进行范围检测，所述输出传感器表示对应于所述目标感测谐振传感器的所述感测范围内的位置处的相应目标的目标范围状况，所述传感器数据表示对应于所述目标范围状况的所述目标感测谐振频率状态，其唯一地区分所述目标感测谐振传感器。18.根据权利要求15所述的方法，其中每一谐振传感器谐振器包含电感器及电容器，其经配置以使得: 所述电感器具有对于每一谐振器实质上相同的电感值;且 所述电容器具有相对于其它谐振器唯一的电容值，且经指定以使得:相关联的标称谐振频率状态区别于任何其它谐振传感器的相关联的标称谐振频率状态;且此谐振传感器及其感测范围的任何相关联的目标感测谐振频率状态不与任何其它谐振传感器的任何目标感测谐振频率状态重叠。19.根据权利要求15所述的方法，其中系统谐振状态通过稳定状态系统振荡频率表征，且所述方法进一步包括: 产生对应于包含目标感测系统谐振状态的目标感测系统频率的系统频率的系统频率信号，使得表示所述目标感测状况的所述传感器数据是基于所述对应的目标感测谐振器控制信号及所述目标感测系统频率信号中的至少一者。20.根据权利要求15所述的方法，其中: 所述系统谐振状态通过系统振荡振幅及振荡频率表征； 驱动包含所述目标感测系统谐振状态的所述系统谐振状态是通过响应于负阻抗控制信号将负阻抗驱动到所述IDC单通道接口而完成； 响应于目标感测谐振传感器的目标感测状况而产生目标感测谐振控制信号是通过基于起因于由所述目标感测状况引起的所述目标感测谐振传感器的谐振阻抗中的变化的系统振荡振幅中的变化而产生对应于所述目标感测系统谐振状态的目标感测负阻抗控制信号； 所述IDC控制回路包含IDC负阻抗控制回路，其可操作以控制被驱动到所述IDC单通道接口的所述负阻抗以平衡目标感测谐振传感器的谐振阻抗中的任何变化，从而将所述目标感测谐振传感器驱动到对应于所述目标感测状况的所述目标感测谐振频率状态;且 所述输出传感器数据对应于所述负阻抗控制信号，使得所述输出传感器数据表示平衡起因于所述目标感测状况的所述目标感测谐振传感器的谐振阻抗所需要的所述负阻抗，且因此表示所述相应的目标相对于此目标感测谐振传感器的所述目标位置。
【专利摘要】本发明揭示一种电感式感测系统(10)，其包含通过单通道接口(31)介接到IDC(30)的多个谐振传感器(20)。IDC(30)建立并有谐振传感器(20)作为回路滤波器的IDC控制回路。所述IDC控制回路将谐振传感器(20)驱动到系统谐振状态，其中每一谐振传感器被驱动到谐振频率状态。每一谐振传感器是针对区分其与其它谐振传感器的标称谐振频率状态而配置。IDC(30)感测表示目标感测状况的系统谐振状态的变化，且通过驱动目标感测系统谐振状态作出响应。IDC(30)将起因于目标感测状况的IDC回路控制信号转换为传感器数据，所述传感器数据将所述对应的目标感测谐振频率状态表示为相对于目标感测谐振传感器的目标位置的指示。所述传感器数据可被提供到数据处理器(50)以进行接近度/范围处理。
【IPC分类】G01R27/00
【公开号】CN105452884
【申请号】CN201480045612
【发明人】乔纳森·V·鲍德温, 穆拉利·斯里尼瓦萨
【申请人】德州仪器公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2014年9月16日
【公告号】US20150077094, WO2015039134A1