单端液位模组LSP
单端液位模组LSP(Liquid-level -Single-ended-Pro)利用单端对地式电容测量原理,通过电容传感芯片测量介电常数的变化,模组数字信号输出电容值,转换成液位高度等,可测量连续液位或分段液位、含水率、接近等介质传感,广泛应用于水位、油液液位、料位,含水率等检测及接近传感。模组含微处理器件,内嵌电容与物理量转换计算、温度补偿、信息存储、校准支持等,可以定制I2C、1-Wire等数字协议。
LSP穿透性强,可穿透1-10mm非金属容器,有效克服容器壁较厚、或测量有空气间隔、液体介质粘稠度高等问题,准确测量到电容变化;尺寸小,以最小单元原理设计电路,邮票板方式,方便客户集成到产品电路中;可通过调整外围电路实现测量不同的电容范围;模组包含高精度外部晶振,数据采集精度更高、更稳定,同时配合算法软件实现减少干扰、增加精度等效果。
LSP提供双通道,可同时检测两路对地电极。
主要性能
测量方式:非接触可穿透1~10mm非金属容器,或接触式
液位精度:根据被测物、电极结构等应用不同,最高精度1%
电容测量范围:0~150pF
电容测量精度:1%
电容测量分辨率:0.009pF
电容测量时间:10ms(可根据采集需求调整寄存器)
平均功耗:8.7mA@5V(每秒采集一次数据)
温度特性
温度分辨率:12bit ADC
典型测温精度:±3℃
工作温度范围:-40℃~+85℃
通信接口:I2C(可定制1-Wire单总线)
工作电压:2.5V~5.5V
外形尺寸:13.5mm*13.5mm*2.5mm
接口说明
LSP提供2个电极接口以及 I2C接口(参看《接口说明表》),如下图所示:
LSP接口示意图
接口说明表:
接口名称 |
符号 |
说明 |
电极接口 |
C1 |
电极接口1 |
C2 |
电极接口2 |
|
I2C接口 |
SCL |
与上位机SCL相连 |
SDA |
与上位机SDA相连 |
|
电源接口 |
GND |
电源地 |
VDD |
电源正 |
系统框图
LSP模组集成敏源电容传感芯片MC12G、在片外构建LC谐振腔回路以及使用外部晶振的MCU。下图中的C SENSOR为被测电容,L为谐振电感,MCU从MC12G采集数据并解算电容,对外提供I2C通讯接口。
LSP系统框图
应用电路
LSP单端对地配置,C1/C2接检测电极,可替代单端对地电容检测方案,如AD7747、FDC1004等电容芯片。
LSP典型应用电路
测量器件说明
LSP的测量器件配置为:150pF(C9/C11),100nH(L1/L2),68pF(C10/C12)。
实际使用中,根据测量情况,会对测量器件进行调整,以达到最佳测量效果(器件若发生调整,LSP原本校准的电容数值将不再具备参考价值,请以频率变化为判断依据)。
通信方式
模组为I2C接口输出,上位机可查询电容值、频率、温度等信息(可定制为1-wire单总线接口)。
MCSK测试
使用敏源电容传感评估板MCSK连接模组,可快速进行测试评估。
1、带BASE板
将LSP模组焊接到BASE板,通过4pin座连接至电路的I2C接口,方便调试。
LSP和BASE板
焊接到BASE板的LSP和MCSK连接
2、不带BASE板
不带BASE板时,只需将模组LSP的I2C接口和电源接口“SCL、SDA、GND、VDD”与MCSK上对应接口直接飞线连接即可。
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