【48812】为什么挑选磁性传感器

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  为什么挑选磁性传感器本文阐明为何运用磁性传感器以及它们能处理什么样的问题概述了磁性传感器的运用环境和所运用的磁性传感器本篇描绘了三个典型丈量的磁场规模(远大于地球磁场类似于地球磁场和远小于地球磁场)以及每个磁场规模最适用的传感器类型论线圈磁通量闸口霍尔效应传感器磁阻和巨磁阻磁性传感器的作业原理介绍磁性传感器的优缺点以及已认证的产品运用作者:TA**RABRATLANDROBERTBICKINGPANT磁性传感器为电流传感挨近传线性速率或滚动速率传感定向磁异态检测视点方位或位移丈量等许多传感方面的问题供给了一起的处理方案了解磁性传感器技能背面的概念和它们最合适的运用将有利于帮您决议挑选的磁性传感器是否对您的运用有利磁性传感器用于检测磁场的存丈量磁场的巨细确认磁场的方向或测定磁场的巨细或方向是否有改磁性传感器可用于检测停止的或如轿车货车或火车等运动的铁磁物如飞机货舱门一个物体的方位如键盘上的按键如发动机中轴的旋转运动一个物体的部位如阀轴或机械手或许用于盯梢虚拟现实和运动操控等运用磁场丈量可分为三个规模在每个规模中能在其环境中处于最佳作业状况的磁性传感器类型也不同第一个磁场规模远大于地球磁场(如在永久磁铁或大电流邻近)其规模为100奥斯特(Oe)或更高第二个磁场规模约等于地球磁霍尼韦尔齿轮传感器装有一个磁性霍尔效应传感器翻印于1995CONTROL(丈量与操控)Honeywell/CommercialSwitch&Sensor霍尼韦尔商业开关与传感器SUNSTAR传感与操控自动化用于不同磁场规模的传感器类型磁性传感器技能10-霍尔效应磁阻SQUI0.6Oe第三个磁场规模远远小于地球磁场它们在mOe或更低范地球磁场常用作受铁磁物体搅扰的布景磁场如在磁异态检测中的铁磁物体给出了用于不同磁场规模的传感器类型何时运用磁性传感器?很少的运用场合只需要一个磁场丈量更切当地说是将现有的或已树立的磁场用于感测其它信息以下是几个实例:电流传感此处将载流线发生的磁场用于监控电路中的过负荷状况或蓄电池的状况定向将地球磁场的两个水平重量用来核算相关于磁北的视点磁异态检测此处将由铁磁物体发生的对地球磁场的搅扰(如一个铁钉金属螺栓轿车潜艇或地磁岩石)用来检测这些物体是不是真的存在一旦体现出有相同的搅扰也能用来辨认该物体的类型(如轿车实体或模型)驱动线圈另一个比如是齿轮齿传感(图1)此处传感器与一块磁铁和齿轮齿的组合一同运用齿轮齿或凹槽对磁铁发生的磁场有不同的搅扰就可将齿轮齿与凹槽辨认开来这个数据可用于丈量齿轮的转速耦合线圈饱满杆磁通门磁力计简图磁性传感器一般称为磁力计有不同的物理原理和规划结构下面咱们将评论各种磁性传感器中运用的不同技能依据法拉弟规律经过线圈的磁通量有任何改动都将导致线圈发生电Honeywell/CommercialSwitch&Sensor霍尼韦尔商业开关与传感器SUNSTAR传感与操控自动化线圈就可作业经过改动磁场就能丈量线圈中感应的电压当穿过导电回路的磁通量有量的改动这个回路中就会发生电压感应的电压=磁通量改动/时刻改动线圈型传感器用于需丈量改变场改动的运用场合对这种原理有许多不同的施行办法线圈的一个常见的运用是用来触发红绿灯信号的埋在路途中的电路回路体系执行时线圈一般大而本钱高相同依据法拉弟规律一般是用两个铁磁资料制作成的以相反方向发生驱动磁场频率动磁场的效果下两个杆的磁化效果处于相反方面二次绕组丈量两个杆发生的净磁通量在未施加外部磁场时假定两个杆和一次线圈是相同的在二次线圈里的净磁通量为零这样在此线圈中就不会有信号发生其间的一个杆将先于另一个杆磁性饱满磁通门的输出是驱动频率的第二谐波施加一个小磁场时二谐波的波幅与施加的磁场成正比磁通门能够在制作工艺上使其十分灵敏分辨率最低为Oe能够丈量直流或沟通磁场频率的上限约为10kHz与霍尔和磁阻传感器比较它们的尺度标准较大价格也更贵霍尔效应传感器霍尔效应传感器用于丈量10Oe至几千Oe的磁场强度关于强磁场CSN系列零平衡电流传感器金属触头电流透磁合金薄膜(NiFe)施加的磁场磁阻传感器的作业原理及典型的MR呼应曲线偏磁场施加的磁场惠斯顿电桥和磁阻传感器的作业原理Honeywell/CommercialSwitch&Sensor霍尼韦尔商业开关与传感器SUNSTAR传感与操控自动化的丈量最为理想在存在磁场的情况下霍尔效应发生在载电流的金属或半导体最常用的霍尔效应传感器是硅型霍尔传感器其间信号调理电子器件被集成在芯片上是长度因为洛仑兹力效果在用导电资料制作成的电荷载体上而发生的霍尔效应等所以电荷载体的速度是磁场力使电流变形并将其挤向导电板的一侧这形成上的等势线变形导致发生霍尔电压假如霍尔板的长度远大于宽度则霍尔电磁场与洛仑兹力相平衡电流变成与轴平行最有用的半导体霍尔元件一般来说是正方形此刻电流相关于励磁电压有一个视点硅片中霍尔效应的灵敏度约为V/V/Oe因为硅是压敏电阻资料所以经过硅的封装而施加在霍尔元件上的应力会导致在机械和温度效应一起效果下的零位偏移差错硅片中霍尔效应在百分之几到几千Oe的规模内是呈线性的可检测的最小磁场为1OeMR传感器为异态检测供给高灵敏度和一起的处理办法依据物体的磁性信号特征支撑物体的辨认的数量级霍尔设备的运用包含齿轮传感转方位传感器和电流传感器电流传感器如图所示在轿车业中运用的新式火花焚烧发动机有一个直接焚烧体系体系内每个汽缸或每对汽缸都运用一个焚烧线圈去除了散布器内含有一个永久偏磁和一个霍尔效应传感器的齿轮传感器对曲轴和凸轮轴进行计时 运用 两个廉价的铁质磁极片可制成一个旋转 方位传感器 将磁性信号从旋转的磁棒 送至霍尔传感器 带有凹槽的环形磁芯 霍尔 坐落这个凹槽内可用来制成一 个电流传感器 也可制成线性和数字输 出传感器 其作业规模为 10A 1000A霍尔设备的其它运用包含键盘开关 强计和方位传感器磁阻传感器 各向异性磁阻(AMR)发生在铁质材 猜中 如图 所示当施加的磁场笔直 于用铁质资料制作成的薄板中的电流时 它本身的电阻显着有改动 磁阻传感器 Honeywell/CommercialSwitch&Sensor 霍尼韦尔商业开关与传感器 SUNSTAR传感与操控 自动化 传感沿着空间一个方向的磁场 在此模 式领域内 它们归于霍尔效应传感器和 SQUI Oe几个数 量级的磁场 磁阻传感器一般用于丈量 Oe 10Oe的磁场 惠斯顿电桥是磁阻传感器的根底 电气元件 阐明晰磁阻传感器的作业原理和一个 MR 板对外部磁场的典型 呼应 所示为用四个磁控电阻器制成的惠斯顿电桥带有一个供电电压 致使电流经过电阻器如图所示 施加 一个偏磁场 使在一切电阻中的磁化强 度和电流间有一个约 45的夹角 假如 电阻器是同一种结构 则一切四个电阻 器的电阻是相同的 正交施加磁场 R.A使两个反向放置的电阻器磁化而转 向电流 使电阻有一个增量 下的两个反向放置的电阻器中因为磁 化而转离电流 导致电阻削减 为传感器的传递函数在线性区内 灵敏度S和传递函数的线性规模关于传 感器来说是两个重要特征 传递函数的 线性规模与灵敏度成反比 磁阻传感器是由一长条铁磁薄膜 (如透磁合金 镍铁合金)制成的 板的厚度有几百埃(150-500)宽度 为几十微米(10-50) 长度从几百至几千 微米 MR 传感器有下列特点 使它们在 很多运用中都可选用 高灵敏度使传感器可距被测铁磁 物体一段较长的间隔 因为内阻抗小使其对电磁噪声和 搅扰不灵敏 因为是固态溶液无滚动部件

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