可以使用較小的簧片開關(長度不超過5mm),但它們非常昂貴且難以獲得。簧片開關由于其機械特性和玻璃管設計固有的脆弱性,其可靠性也很差。包覆成型的簧片開關通過保護玻璃管和引出管的引線周圍的密封件來提高可靠性,但這增加了成本以及尺寸。
2、霍爾傳感器
經(jīng)受時間考驗的另一種磁性傳感器類型是霍爾效應傳感器。霍爾效應是跨導體的電壓差(霍爾電壓)的產(chǎn)生,該電壓差垂直于導體中的電流以及垂直于電流的施加磁場。
作為固態(tài)CMOS技術(shù),霍爾效應傳感器體積小,可靠且成本低?;魻杺鞲衅鞯淖畲笕秉c是電流消耗。大多數(shù)霍爾效應傳感器超過幾個微安培(μA)的電流,這對于許多電池供電的IoT設備來說是個問題。
3、磁阻(MR)傳感器
磁傳感器的最后一類是磁阻(MR)傳感器?;趯w的電阻會在存在磁場的情況下發(fā)生變化的原理,已開發(fā)出不同的MR技術(shù)作為MR傳感器的基礎。
盡管所有這些傳感器都具有固態(tài)IC的優(yōu)勢,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關的靈敏度。高度靈敏的傳感器可以使用更小,更便宜的磁體或更長的激活距離。
總結(jié):
表1總結(jié)了簧片開關,霍爾傳感器和TMR傳感器的相對優(yōu)缺點。在功耗,開關頻率,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:該表比較了簧片開關,霍爾效應和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,感應頻率和磁靈敏度最適合您的應用。然后,設計磁子系統(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型,以滿足操作要求并限制成本)。
大多數(shù)機電產(chǎn)品設計工程師都沒有經(jīng)驗,知識或工具來正確設計和驗證磁感應設計。在這種情況下,這些物聯(lián)網(wǎng)設備設計人員應選擇磁傳感器供應商,這些供應商應提供專門的應用工程支持,知識和工具,以協(xié)助磁傳感設計過程。
“物聯(lián)網(wǎng)”可能是一個行業(yè)流行詞,但這是一個非?,F(xiàn)實的趨勢,正在觸及我們世界上許多不同的應用程序。磁傳感器提供的技術(shù)可以支持IoT世界中不斷變化的設備,但設備設計人員必須了解不同類型的好處,才能為其設計選擇正確的解決方案。