可以使用較小的簧片開(kāi)關(guān)(長(zhǎng)度不超過(guò)5mm),但它們非常昂貴且難以獲得?;善_(kāi)關(guān)由于其機(jī)械特性和玻璃管設(shè)計(jì)固有的脆弱性,其可靠性也很差。包覆成型的簧片開(kāi)關(guān)通過(guò)保護(hù)玻璃管和引出管的引線周?chē)拿芊饧?lái)提高可靠性,但這增加了成本以及尺寸。
2、霍爾傳感器
經(jīng)受時(shí)間考驗(yàn)的另一種磁性傳感器類(lèi)型是霍爾效應(yīng)傳感器?;魻栃?yīng)是跨導(dǎo)體的電壓差(霍爾電壓)的產(chǎn)生,該電壓差垂直于導(dǎo)體中的電流以及垂直于電流的施加磁場(chǎng)。
作為固態(tài)CMOS技術(shù),霍爾效應(yīng)傳感器體積小,可靠且成本低。霍爾傳感器的最大缺點(diǎn)是電流消耗。大多數(shù)霍爾效應(yīng)傳感器超過(guò)幾個(gè)微安培(μA)的電流,這對(duì)于許多電池供電的IoT設(shè)備來(lái)說(shuō)是個(gè)問(wèn)題。
3、磁阻(MR)傳感器
磁傳感器的最后一類(lèi)是磁阻(MR)傳感器?;趯?dǎo)體的電阻會(huì)在存在磁場(chǎng)的情況下發(fā)生變化的原理,已開(kāi)發(fā)出不同的MR技術(shù)作為MR傳感器的基礎(chǔ)。
盡管所有這些傳感器都具有固態(tài)IC的優(yōu)勢(shì),體積小,成本低和可靠性高,但隧道磁阻(TMR)傳感器卻具有最高靈敏度和最低功耗的組合。TMR傳感器的功耗低至200nA以下,代表了需要磁傳感器功能的電池供電IoT設(shè)備的范例轉(zhuǎn)變。此外,TMR傳感器是所有MR傳感器中最靈敏的,并且等效于最靈敏的簧片開(kāi)關(guān)的靈敏度。高度靈敏的傳感器可以使用更小,更便宜的磁體或更長(zhǎng)的激活距離。
總結(jié):
表1總結(jié)了簧片開(kāi)關(guān),霍爾傳感器和TMR傳感器的相對(duì)優(yōu)缺點(diǎn)。在功耗,開(kāi)關(guān)頻率,可靠性,靈敏度,尺寸,抗干擾性和成本方面,TMR傳感器在其他磁傳感技術(shù)上均名列前茅。
表1:該表比較了簧片開(kāi)關(guān),霍爾效應(yīng)和TMR(隧道磁阻)傳感器的顯著特征。
一旦選擇了適合您需求的最佳傳感器技術(shù),仍然需要決定哪種傳感器輸出,傳感器極性響應(yīng),感應(yīng)頻率和磁靈敏度最適合您的應(yīng)用。然后,設(shè)計(jì)磁子系統(tǒng)便面臨挑戰(zhàn)。(確定傳感器的方向,磁體的位置以及磁體的尺寸和類(lèi)型,以滿(mǎn)足操作要求并限制成本)。
大多數(shù)機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師都沒(méi)有經(jīng)驗(yàn),知識(shí)或工具來(lái)正確設(shè)計(jì)和驗(yàn)證磁感應(yīng)設(shè)計(jì)。在這種情況下,這些物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備設(shè)計(jì)人員應(yīng)選擇磁傳感器供應(yīng)商,這些供應(yīng)商應(yīng)提供專(zhuān)門(mén)的應(yīng)用工程支持,知識(shí)和工具,以協(xié)助磁傳感設(shè)計(jì)過(guò)程。
“物聯(lián)網(wǎng)”可能是一個(gè)行業(yè)流行詞,但這是一個(gè)非常現(xiàn)實(shí)的趨勢(shì),正在觸及我們世界上許多不同的應(yīng)用程序。磁傳感器提供的技術(shù)可以支持IoT世界中不斷變化的設(shè)備,但設(shè)備設(shè)計(jì)人員必須了解不同類(lèi)型的好處,才能為其設(shè)計(jì)選擇正確的解決方案。