圖4:基于賽普拉斯PSoC 4應用的接收傳感器的信號反應顯示,相比理想的傳感器(綠色),實際傳感器(紅色)出現非線性響應
為了克服這一非線性問題,必須考慮當前啟用的傳感器信號和為未啟用的傳感器所保存的滿信號數值動態計算得到滿信號值。
溫度補償
溫度會影響電容。隨著溫度的變化,電容值也會發生變化,這可能會引起液位測量的誤差。為了獲得精確的結果,必須對溫度變化進行補償。
補償溫度的方法之一是使用虛擬傳感器。虛擬傳感器的溫度、電容變化特性與真實的傳感器相同,因此溫度對這兩種設備的影響力是等效的。在正常運行期間,虛擬傳感器的信號變化用于抵消真實傳感器因溫度而產生的信號變化。
傳導性干擾
用于液位測量的傳感器和虛擬傳感器應放置在遠離人體等導體物質的地方。如果傳感器位于導體附近,那么很有可能出現錯誤的測量結果。避免這一問題的唯一方式,是在測量部分和其他導體之間采取合適的絕緣措施,這樣導體就不會增加用于測量液位的傳感器的電容。
無論是執行基本的功能(如監測咖啡機液位),還是提供增值服務(如盛放橙汁的盒子快要空的時候提醒用戶),液位測量都能大大改善消費者的產品體驗。電容傳感是穩定而可靠的解決方案。
正如本文所述,這項技術十分直觀,但要取得精確的結果還是有一定的挑戰性。同時,設計洗衣機或咖啡機的設計師會將自己的精力放在電器的性能上,而不是液位傳感器這種細枝末節上。幸運的是,傳感器的功能可以集成在一些微型控制器上,如賽普拉斯的PSoC 4系列可編程片上系統控制器。開發人員可以利用這項技術輕松地加入電容感應能力,同時把注意力放在食物的低溫保鮮或者煮上一杯滿意的咖啡等關鍵功能上。