【应用】高精度数字电容传感芯片MDC01/04用于液位和水分含量测量，具有精度高、电容调理范围宽等优势
随着物联网化和智能化的不断演进，各行各业对液位和水分含量监测的需求越来越多，要求越来越高。比如，各类液体的液位连续测量，土壤墒情的分层监测，空冰设备蒸发器结霜监控，雨滴/雨量的即时反馈，等等。
传统液位测量、开关控制和水分含量测量方法，如光学法、超声波法、磁性原理、导电法、阻容振荡法等，对于这些新的需求，要么结构设计复杂、装置困难，要么干扰无法排除，要么只能做开关控制、不能连续测量，要么不是数字信号输出无法用于智能控制，很难设计出完美的方案。
为满足液位和水分含量测量的新需求，敏源传感自主研发的高精度数字单通道电容传感芯片MDC01和四通道电容传感芯片MDC04，精度高、调理范围宽、数字化输出、功耗低、电路简单、装置简便，可基于其设计出能解决行业顽疾和痛点的解决方案。
产品优势
1) 精度高。16bit ADC电路转换，电容分辨率为0.1fF，线性度误差小于0.3%。除了水，对于介电常数小的待测介质也非常敏感
2) 电容调理范围宽。可编程固定调理范围是0~100pF，可编程可变调理范围±15pF ~ ±0.5pF
3) 电路简单。待测电容直接与芯片相连，芯片输出数字信号给上位机
4) 用途范围广。既可用于液位、食品/土壤等水分含量检测，也可用于接近/手势传感等应用场景
5) MDC01/04分别为单通道和四通道的高精度电容调理芯片。单通道芯片MDC01用于单一测量功能，四通道芯片MDC04用于复杂测量功能
6) 内置精度为0.5℃的高精度温度传感芯片，可用于温度补偿
7) 和国外同类产品相比，具有更宽电容测量范围，更宽工作电压、更低功耗和I2C/单总线多接口等优势
应用电路
方案设计
1.电容传感的工作原理和基本知识
1) 根据电容量公式
的灵活运用，改变极板间介质介电常数ε、极板间距d和极板有效面积S三个参量中的任意一个量，均可使电容值C发生变化。改变ε，d和S不变，称为变介电常数型；改变d或s，ε和s或d不变，称为变极距或变面积型
2) 液位和水分含量测量通常需要固定装置，一般采用变介电常数型；而接近、手势检测一般采用变极距或变面积型
3) 每个极板和导线对地电容，称为寄生电容；极板之间的电容称为互电容，互电容的最大特点是不易受寄生电容的影响
2. 方案设计要点
1) 电容输入方式的选择：
MDC01/04 采用互电容差分输入方式，实验结果表明，可以很好避免周围寄生电容的干扰和影响。
2) 待测介质的介电常数的考虑：
待测物质的介电常数越大，电容值变化越敏感。如果待测物质的介电常数较小，电容值变化量就较小，比如石油。MDC01/04的分辨率为0.1fF，可识别微小的电容变化。
通常，电容传感技术测量液位采用非接触方式，容器的介电常数小于液体的介电常数为佳。
下表为部分常规物质的介电常数：
3) 极板结构设计：
极板结构（S,d）和待测物质介电常数，及三个参量的常态和变化情况，决定了电容传感芯片的固定调理范围和可变调理范围。
需要根据应用场景进行合理设计，反复调校以达到测量目的。相比国外同类产品，MDC01/04具有更宽的固定和可变调理范围，适用场景更为广泛。
如果设计电容值及变化量超出了MDC01/04的调理范围，可以通过软件算法进行“分层”测量。
4) 测量结果准确性的保证：
合适的校准。
电容传感芯片的线性度要好，MDC01/04的线性度误差小于0.3%。
传导性干扰和环境变化影响等影响因素的消除。敏源可支持客户进行合理的设计。
典型应用
1. 液位测量，分为两种：
1）点液位测量：传感器被安置在容器上某个位置，用于检测容器满、空或某个位置的状态，输出结果通常用于开关控制。典型应用场景，如医用输液管是否为空等。
2）连续液位测量：传感器可以连续、精确地监测液位的细微变化，输出结果可用于智能控制。典型应用场景，如咖啡机液体容器水位，移动厕所水箱水位，水浸，洗衣机洗涤桶水位等。
2. 水分含量测量：
由于水的高导电性，凡是含有一定水分的物质都可以被测量，如土壤墒情变化，粮食/食品水分含量，雨量大小判断，干湿垃圾分类等。
- |
- +1 赞 0
- 收藏
- 评论 0
本文由焦虑盐转载自敏源传感，原文标题为:高精度数字电容传感芯片MDC01/04 -- 液位和水分含量测量的利器，本站所有转载文章系出于传递更多信息之目的，且明确注明来源，不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。
相关推荐
基于液位测量和水浸传感等应用，敏源传感有一系列模块及产品，用于覆盖不同的用户场景
电容式传感器是一种无需物理接触即可检测固体或液体目标的电子设备。为了检测这些目标，电容式传感器从传感器的传感端发射电场。电容传感器可以检测到任何可以影响该电场的目标。
应用方案 发布时间 : 2024-04-24
敏源传感的电容传感器应用方案介绍（上）——液位、结冰传感 ∣视频
敏源传感电容传感器采用电容传感检测技术，特点：可编程量程0-100pf；最高分辨率0.005；1/2/4通道；16-bit分辨率；10K-100MHz驱动频率；兼容差分/单端电容测量，更好的噪声控制。
应用方案 发布时间 : 2024-01-30
【应用】敏源传感环境传感器MHT30、MY18E20、MDC01助力智慧农业环境检测实现环境温湿度传感、土壤温湿度传感
本文采用国产敏源传感的环境传感器：MHT30温湿度传感器芯片,MDC01电容传感器芯片,MY18E20温度传感器实现了一个智慧农业环境检测系统方案，该检测设备可以实时的检测环境中的温湿度、光照及土壤温湿度等参数并通过无线上传到数据后台，及时控制灌溉、施肥等，实现智慧种植的目的。这种环境检测方案具有成本低、精度高、实用性强等特点。
应用方案 发布时间 : 2020-04-27
敏源传感 （MYSENTECH）芯片/传感器/模组选型指南
描述- 敏源传感是一家工业、安全监测、环境传感类的芯片、模组及传感器垂直解决方案商,创始团队留学归国创业,来自美国、加拿大等知名半导体公司,具有丰富的产业界经验。公司在浙江嘉兴、北京、合肥及美国硅谷建立了芯片设计、传感模组设计及客户支持团队。公司技术路线从传统模拟传感器升级到数字模拟混合的智能传感芯片，核心信号链采集电路包含敏感材料驱动、弱信号放大、调理、模数转换、自动校准补偿、存储、通信等功能。传感模组和器件种类丰富,贴合实际应用，内置嵌入式边缘计算算法，配合产品结构与工业化设计可为各行业应用提供场景细分的、定制化的、多传感融合的、交钥匙的解决方案。
型号- MCP61S,CLM,M601Z,MY18B20L,BVS-LF,MVA-HF,MTS4,M601P,M1820W,NBTS,M1820Z,MY1820RHP8,M601W,MTS4XT4-I²C,M1820B,CPS-M18N-NO,M1820,CPS-15,M1820P,MAD,MST-MINI,MY1820,MTS4P+T4-I²C,M1601W,MY9706,M1601Z,M601FPC-CU,MY18B20Z,IRG,BTS,MTS01W,MAD PCBA,MTS01Z,MTS01P,MCSK,4GTS,MTS4P,RTS,MTS4Z,CISS,MSE,T117,M601,WLD-NC/NO,MCP62G,MSS,M601B,MTS4Z-PT6,MTS4XT4-OW,GMS-485,ECT,MY18E20,PHT,MTS4B,MC11S,MC11T,MHT04,LS,MTS4P+T4-OW,MHT04H,M117,M117B,MOLT,MVA-LF,MHT04S,WS11 SENSOR,MST SENSOR,CDSS,MC12T,M117Z,LSP,MC12G,WLD-485,M117P,M117W,MER,M1820ZT5,18B20T5,18B20T6,T117Z,T117W,DLM,MDC04,MWFD,M1601P,UFA,MDC02,LLS,LDM,WS11,NCLS,MPIC,MICE,T117P,M1601B,FID,T117B,MCP61,MTS01,MCP62,M401,MTS4Z-LP6,MHT04T14,NBVS-LF
【经验】四通道测量高精度电容调理芯片MDC04实际应用场景问题解答
敏源传感MDC04是高集成度的数字模拟混合信号传感集成电路，芯片直接与被测物附近的差分电容极板相连，利用不同物质介电常数的区别，通过放大、数字转换、补偿计算电容的微小变化来实现物质成分的传感。本文主要对MDC04实际应用过程疑惑或误区进行解答。
设计经验 发布时间 : 2021-09-23
【应用】国产电容传感器MDC04助力洗衣机洗涤剂液位检测，调理范围±15.5pF并提供算法支持
全自动洗衣机中智能投放是其卖点之一，其中洗涤剂液位的准确检测是实现智能投放的关键因素。其结构设计，检测精度和灵敏度是设计的关键。推荐敏源传感的电容传感器MDC04，小尺寸QFN20 3*3mm封装，可编程量程0~103.5pF，待机功耗0.2uA，2~5.5V供电。内置0.5度精度温度传感器，支持数字单总线及IIC接口。在洗衣机洗衣剂液位检测应用中，敏源传感电容传感器的主要性能优势：
器件选型 发布时间 : 2020-09-16
【产品】电容型液位传感器MDC04/MDC02可设计成不同的液位检测方案，最高分辨率可达0.1ff
敏源传感高精度电容传感芯片MDC04/MDC02是基于高集成度的数字模拟混合信号传感集成电路，芯片直接与被测物附近的差分电容极板相连，利用不同物质介电常数的区别，通过放大、数字转换、补偿计算电容的微小变化来实现物质成分的传感。
新产品 发布时间 : 2021-11-08
敏源传感（MYSENTECH）电容芯片/模组选型指南
描述- 敏源传感是一家环境、安全监测类传感芯片、模组及传感器垂直解决方案商，主要创始团队留学归国创业，来自美国、加拿大等知名半导体公司，具有丰富的产业界经验。公司在浙江嘉兴、北京、合肥及美国硅谷建立了芯片设计、传感器应用及测试校准团队。
型号- LS,CPS,LSP,MCP61,MCP62,MDC04,GMS,MSS,WLD,MST,MC11,MDC02,MST-MINI,MC12,LDM,WS11,MST SENSOR
【产品】0.1fF分辨率、SOP8封装的单总线接口高精度数字电容传感芯片MDC02，功耗低至5.2μA
敏源传感正式推出宽测量范围、16bit ADC、0.1fF分辨率、超低功耗、SOP8封装、单总线接口的新一代高精度数字电容传感芯片MDC02。和国内外同类产品相比，MDC02具有宽测量范围、宽工作电压、低功耗、内置温度测量、小尺寸、低成本等优势。
新产品 发布时间 : 2021-09-01
除消费电子产品外，电容传感器能应用到恶劣的工业环境吗？
可以。电容传感器目前已在很多精密工业测量场景中使用，如液位检测、位移检测、接近传感等，并且，正在迅速替代按键、开关、滚动条/轮等，成为工业和消费类应用中人机接口的首选方案。 电容传感器基于空间电磁场的规律与被测物发生物理变化的相关性，利用不同物质介电常数的区别，通过放大、数字转换、补偿计算电容的微小变化来实现物质成分的传感。由于不含机器部件，比早期的机械产品可靠性更高。 电容传感器可以承受大范围温度波动、长期潮湿环境、ESD静电等环境条件的持续变化，满足恶劣工业应用需求。而且，由于内置补偿算法，可以对环境温度变化进行补偿，自适应本地环境，实现连续监测。 敏源传感目前有MDC02/MDC04 2款型号供客户选择，其中，MDC02为两通道测量高精度电容调理芯片，支持单总线通信，SOP8封装；MDC04为四通道测量高精度电容调理芯片，支持单总线和IIC双通信，DFN20封装，其他产品特性详见手册资料。
技术问答 发布时间 : 2024-05-28
MCSK-IAP 升级流程
型号- MHT04,MAD PCBA,MDC 系 列,M117,MY18B20L,MCSK,MDC04,MTS4,MDC,MCSK-IAP,MC11,MDC02,MC12,LDM,MHT04S,MC,T117,M1820,M1601,LSP,M601,MTS01,MC 系列,MAD,MY1820,MY18B20Z,MY18E20
电子商城
服务
世强深圳实验室提供Robei EDA软件免费使用服务，与VCS、NC-Verilog、Modelsim等EDA工具无缝衔接，将IC设计高度抽象化，并精简到三个基本元素:模块、引脚、连接线，自动生成代码。点击预约，支持到场/视频直播使用，资深专家全程指导。
实验室地址： 深圳 提交需求>
整体外形尺寸小至0.6*0.3*0.3mm (DFN0603)，工作电压范围覆盖2.5V~36V，电容值低至0.2pF，浪涌能力最高可达240安培，静电等级可达空气放电、接触放电±30KV。提供免费浪涌测试仪、静电测试仪测试。
提交需求>
授权代理品牌：集成电路
授权代理品牌：分立元件
授权代理品牌：接插件及结构件
授权代理品牌：部件、组件及配件
授权代理品牌：电源及模块
授权代理品牌：电子材料
授权代理品牌：仪器仪表及测试配组件
授权代理品牌：电工工具及材料
授权代理品牌：机械电子元件
授权代理品牌：加工与定制
我要提问
登录 | 立即注册
提交评论