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电气百科:P+F倍加福传感器

文章来源:威斯特(上海)传感器仪表有限公司 作者:【*】 点击:次 时间:2018/7/11 14:59:44

磁传感器广泛用于现代工业和电子产品中以感应磁场强度来测量电流、位置、方向等物理参数。在现有技术中,有许多不同类型的传感器用于测量磁场和其他参数。

例如采用霍尔(Hall)元件,各向异性磁电阻(Anisotropic Magnetoresistance, AMR)元件或巨磁电阻(Giant Magnetoresistance, GMR)元件为敏感元件的磁传感器。TMR(Tunnel MagnetoResistance)元件是近年来开始工业应用的新型磁电阻效应传感器,其利用的是磁性多层膜材料的隧道磁电阻效应对磁场进行感应,比之前所发现并实际应用的AMR元件和GMR元件具有更大的电阻变化率。我们通常也用磁隧道结(Magnetic Tunnel Junction, MTJ)来代指TMR元件,MTJ元件相对于霍尔元件具有更好的温度稳定性,更高的灵敏度,更低的功耗,更好的线性度,不需要额外的聚磁环结构;相对于AMR元件具有更好的温度稳定性,更高的灵敏度,更宽的线性范围,不需要额外的set/reset线圈结构;相对于GMR元件具有更好的温度稳定性,更高的灵敏度,更低的功耗,更宽的线性范围。

发展趋势

磁传感器未来的发展趋势有以下几种特点:

1、高灵敏度。被检测信号的强度越来越弱,这就需要磁性传感器灵敏度得到极大提高。应用方面包括电流传感器、角度传感器、齿轮传感器、太空环境测量。

2、温度稳定性。更多的应用领域要求传感器的工作环境越来越严酷,这就要求磁传感器必须具有很好的温度稳定性,行业应用包括汽车电子行业。

3、抗干扰性。很多领域里传感器的使用环境没有任何屏蔽,就要求传感器本身具有很好的抗干扰性。包括汽车电子、水表等等。

4、小型化、集成化、智能。要想做到以上需求,这就需要芯片级的集成,模块级集成,产品级集成。

5、高频特性。随着应用领域的推广,要求传感器的工作频率越来越高,应用领域包括水表、汽车电子行业、信息记录行业。

6、低功耗。很多领域要求传感器本身的功耗极低,得以延长传感器的使用寿命。应用在植入身体内磁性生物芯片,指南针等等。

应用

磁传感器全球每年产值大概在10亿美元,加上后端系统就更大了。这里所讲的是感应层面的磁传感器。

在智能交通里,比如说任何一个车在公路上开的时候,如果你公路上放一个磁传感器,车走过的轨迹你把它记录下来,就可以建设高速公路的车流。

前一段动车出事以后,国家交通部要求有没有单独的方案,建设动车是停在某一个轨道上,还是不在某一个轨道上,后来又一个方案很简单,在动车沿线每隔两公里铺一个磁传感器,这是一个单独系统,所以当你没电的时候也可以告诉调度中心。

磁传感器应用于工业领域

磁传感器就是把磁场、电流、应力应变、温度、光等引起敏感元件磁性能的变化转换成电信号,以这种方式来检测相应物理量的传感器。磁传感器在工业领域应用很多,还呈快速增长的趋势。

在工业应用领域,zui流行的磁传感器类型是电流传感器,包括分流电阻器、霍尔效应集成电路、电流感应变压器、开环与闭环霍尔器件以及磁通门传感器。在许多测量50安培以下电流的应用中,比如住宅太阳能逆变器应用或小型UPS系统,使用简单的resistive bar或分路(shunt)[3]  。

但随着所测电流强度的上升,shunt变得笨重和昂贵。在大型变频电机等电流较高的应用中,开环与闭环霍尔传感器在一个小型封装中使用霍尔效应IC;也可以提高集成度,在封装中包含一个专用集成电路。霍尔IC同样用于工业洗衣机变频器控制应用之中。

除了电流传感器,独立霍尔效应IC或磁阻传感器开关也存在规模较小的磁传感器市场,这些器件用于电机整流,以降低纹波和改善性能,或者用于位置测量。


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