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在固態(tài)磁阻傳感器發(fā)展之前,，磁力動作的磁簧開關(guān)已經(jīng)廣泛應用了數(shù)十年之久,，為位置傳感提供了久經(jīng)考驗且價格便宜的解決方案,。隨著霍爾效應技術(shù)的發(fā)展,，霍爾效應傳感器開始在一些電池供電的應用中取代磁簧開關(guān)，如手機、筆記本,、消費電子和白色家電。

盡管霍爾效應傳感器已經(jīng)成功用于一些低功耗應用領(lǐng)域,，但目前在許多應用中它還不能取代磁簧開關(guān),，因為它們無法滿足應用領(lǐng)域?qū)鞲衅鞲哽`敏度和低功耗的要求。

對于尋找磁簧開關(guān)替代方案以減小開關(guān)尺寸,、提高開關(guān)質(zhì)量和耐用性,、并最大限度延長電池壽命的設(shè)計工程師來說，新型隧道磁阻技術(shù)能夠為他們提供微安級（uA）的開關(guān)功耗,，同時還具有高靈敏度的特性,，且性價比優(yōu)于磁簧開關(guān)。

一,、干簧管

干簧管（ReedSwitch）也稱舌簧管或磁簧開關(guān),，是一種磁敏的特殊開關(guān)，1936年由貝爾電話實驗室的沃爾特.埃爾伍德（Walter B. Ellwood）發(fā)明,，他本人已于1940年在美國申請了專利,。此后的幾十年時間里，干簧管被工業(yè)界廣泛應用,，逐漸成為一種高性價比的磁力位置開關(guān)傳感器,。

干簧管通常有兩個軟磁性材料做成的、無磁時斷開的金屬簧片觸點（有的還有第三個作為常閉觸點的簧片）,，這些簧片觸點被封裝在充有惰性氣體(如氮,、氦等)或真空的玻璃管里，玻璃管內(nèi)平行封裝的簧片端部重疊,，并留有一定間隙或相互接觸以構(gòu)成開關(guān)的常開或常閉觸點,。

由于金屬簧片觸點被密封在玻璃管內(nèi)，所以不受外界環(huán)境的影響,，工作非常穩(wěn)定,；惰性貴金屬觸點的熔點高，能減少電弧放電對觸點表面的損耗,，所以能維持較長時間的工作壽命,；利用永久磁鐵能容易地控制簧片開關(guān)，是一種高性能低價格的理想電子零部件,。

干簧管幾個重要的基本特性參數(shù)為：

-吸合值（Pull-in Value,，簡稱PI值，單位是AT）：這是是干簧管最重要的工作特性,，它是線圈工作所必需的工作電流與線圈圈數(shù)的乘積,，它表示干簧管的靈敏度，PI值越低意味著干簧管的靈敏度越高。

-開斷值（Drop-out Value,，簡稱DO值)：它是當觸點釋放時流過線圈的電流與線圈圈數(shù)的乘積,，DO值是和PI值相關(guān)聯(lián)的重要參數(shù)。

-工作壽命：要保證連續(xù)工作達到一定的次數(shù),。

-觸點耐壓(Breakdown Voltage,，單位是V)：為保持正常工作，觸點間能夠承受最大開關(guān)電壓,，或者對線路中的瞬間過載電壓所能承受的值,。

-接觸阻抗(Contact Resistance，單位是mΩ)：觸點在閉合時兩端子間的阻抗,，包括導線部分的電阻,。

-絕緣阻抗(Insulation Resistance，單位是mΩ)：兩端子間的絕緣阻抗,，是對玻璃管以及玻璃管表面漏電流的阻抗,。

二、TMR磁開關(guān)傳感器

TMR磁開關(guān)傳感器是一種高靈敏度,、高頻響,、低功耗和高精度的磁觸發(fā)數(shù)字開關(guān)，集成了采用高精度推挽式半橋TMR磁傳感器和CMOS集成電路,，能將變化的磁場信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字電壓信號輸出,。

TMR開關(guān)傳感器通過內(nèi)部電壓穩(wěn)壓器來提供溫度補償電源，并允許寬的工作電壓范圍,。TMR開關(guān)傳感器以低電壓工作,、極高響應頻率、微安級的供電電流,、寬的工作溫度范圍和高ESD耐壓成為眾多開關(guān)類應用的理想選擇,。

隨著技術(shù)的日益進步,，磁阻技術(shù)得到了很好的商業(yè)化發(fā)展，干簧管已經(jīng)不再是磁力開關(guān)的唯一選擇,。對于尋找干簧管替代方案以增加開關(guān)靈敏度,、減小開關(guān)尺寸,、提高開關(guān)質(zhì)量和耐用性、并最大限度延長電池壽命的設(shè)計工程師來說,，新型隧道磁阻（TMR）技術(shù)能夠為他們提供微安級（uA）的開關(guān)功耗,，同時還具有高靈敏度的特性，具有更高的性價比,。

TMR磁開關(guān)傳感器與干簧管比較

三,、TMR磁開關(guān)傳感器的典型應用

1、流量計中的瞬時流量檢測,、大流量報警,、逆流檢測等

智能水表一般由電池供電，國家標準要求要智能水表的使用年限為六年,，智能水表制造商們的內(nèi)部標準為6+1年,，這就對智能水表傳感器的功耗提出了苛刻的要求。由于受傳感器的功耗,、壽命,、響應頻率的限制，數(shù)字化水表的常用方案是通過齒輪的變速,，把傳感器安裝在10升流量位置,，檢測10升指針的旋轉(zhuǎn)次數(shù)進行累計，這樣的設(shè)計只能測量一段時間內(nèi)的累計流量,，而不能測量瞬時流量,。目前在智能水表中普遍使用的干簧管，由于其體積大,，不宜安裝,，影響了表的小型化，智能化,；同時由于水錘效應,，會發(fā)生抖動現(xiàn)象,，影響了計量精度。

多維科技磁阻傳感器采用TMR磁隧道結(jié)技術(shù),，靈敏度高,、響應頻率高、功耗低,，非常適合于水表,、機械式熱量表等電池供電場合應用。

由于TMR磁傳感器的固有特點,，非常適合智能水表應用,。響應頻率高，達到1kHz以上,，可直接測量葉輪的轉(zhuǎn)速,，得到水表的瞬時流量，可以實時監(jiān)控用水情況,。采用兩個TMR傳感器,，根據(jù)四種不同狀態(tài)信號，可以獲得葉輪的旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)方向,。通過測量葉輪的轉(zhuǎn)速,，多維科技TMR傳感器可以實現(xiàn)：瞬時流量檢測、漏水及大流量報警,、逆流檢測等功能,。

電子水表

主要產(chǎn)品：(1)TMR1202雙極鎖存型開關(guān)傳感器；(2)TMR1302全極型開關(guān)傳感器

應用要求：(1)直接檢測葉輪轉(zhuǎn)速,；(2)高頻響,，低功耗，溫度穩(wěn)定性高

性能優(yōu)勢：(1)高頻響特性,，保證計量準確,，不丟失數(shù)據(jù)；(2)緊湊的開關(guān)點分布,，保證輸出方波的占空比穩(wěn)定,，可提高計量精度；(3)較高的靈敏度,，保證長時間的計量可靠性,；(4)良好的溫度特性（功耗和開關(guān)點隨溫度和電壓的變化小）保證系統(tǒng)的使用壽命和計量可靠性

智能水表

主要產(chǎn)品：TMR1302全極型開關(guān)傳感器

應用要求：（1）檢測指針轉(zhuǎn)速,；（2）低功耗,，連續(xù)工作，可靠性好

性能優(yōu)勢：（1）連續(xù)工作,，1.5uA低功耗特性,，保證計量準確,，不丟失數(shù)據(jù)；（2）緊湊的開關(guān)點分布,，保證輸出方波的占空比穩(wěn)定,，可提高計量精度；（3）較高的靈敏度,，保證長時間的計量可靠性,；（4）良好的溫度特性（功耗和開關(guān)點隨溫度和電壓的變化小）保證系統(tǒng)的使用壽命和計量可靠性,；（5）標準的高低電平,，直接接入后端處理器

直讀式水表

主要產(chǎn)品：TMR3002角度傳感器

應用要求：直接檢測字輪位置

性能優(yōu)勢：（1）可配濕式水表，滿足起始流量和成本要求,；（2）讀數(shù)字輪360°全圓周測量,，測量分辨率取決于模數(shù)轉(zhuǎn)換的實際精度，讀數(shù)準確率100%,，不存在臨界狀態(tài)和模糊狀態(tài),；（3）電子元器件的大幅度減少,，大大降低了產(chǎn)品因器件故障引起風險,；（4）克服了光電直讀方案光通路穿過水表液封介質(zhì)中氣泡時，光的反射與折射引起讀數(shù)誤碼,。

2,、液位計

液位計是汽車、油氣,、田油,、水處理站及石油化工裝置自動化控制系統(tǒng)的重要組成部分。以汽車行業(yè)為例,，目前汽車液位傳感器行業(yè)主要采用干簧管技術(shù),，但干簧管件與件之間的開關(guān)性能差異較大，而且還需要剪切,、彎折引腳,，其成本相對較高。另外,，干簧管切換時間較長,，且玻璃管還很容易破裂。TMR磁開關(guān)傳感器的諸多優(yōu)勢,，解決了干簧管在汽車應用上的弊端,。

干簧管液位計和TMR液位計比較

多維科技TMR磁開關(guān)傳感器產(chǎn)品發(fā)布歷程

2012年1月17日，多維科技第一款低功耗TMR磁開關(guān)傳感器,，用于電池供電的智能流量計,，包括水表,、熱量表和氣體流量計。

2013年5月14日,，多維科技專門推出為電池供電的磁開關(guān)應用系統(tǒng)而設(shè)計的超低功耗（1.5uA@3V）,、高頻響(1kHz)、以及優(yōu)異的溫度穩(wěn)定性的超低功耗TMR磁開關(guān)傳感器,。

2015年6月9日,，多維科技推出高靈敏度的TMR1309磁開關(guān)傳感器。這兩款新產(chǎn)品具備高靈敏度,，開關(guān)點僅為2Gauss(0.2mT),，同時兼?zhèn)涓咚俟ぷ鳡顟B(tài)下1.5微安的超低功耗，以及良好溫度穩(wěn)定性,，適用于電池供電,，同時對精密測量、性能一致性,、溫度穩(wěn)定性有嚴格要求的高端傳感器應用,。典型應用包括無線門禁，以及智能藥丸和便攜式藥物遞送裝置等智能醫(yī)藥器具,。

2016年1月26日,，多維科技專門為高性能工業(yè)類傳感器應用推出小回差、超小尺寸,、超低功耗和具有良好溫度穩(wěn)定性的TMR1340 / TMR1341 / TMR1343 / TMR1345 系列磁開關(guān)傳感器,。

2016年12月5日，多維科技推出了一款智能型的磁性位置檢測傳感器TMR1401,，對于移動部件中不同磁場強度的磁體,，以及不同的檢測距離，均能實現(xiàn)磁體（移動部件）的準確定位,。

2017年12月21日,，多維科技推出帶無源磁記憶功能的超低功耗雙極鎖存開關(guān)傳感器TMR1212，它是包括雙穩(wěn)開關(guān),、固態(tài)開關(guān),、速度檢測、線性及旋轉(zhuǎn)位置檢測等眾多工業(yè)類應用的理想選擇,。

2018年8月8日,，多維科技推出200nA更低功耗TMR磁開關(guān)傳感器TMR1162/TMR1262/TMR1362，其主要特點包括,，200nA超低功耗,，50Hz頻率響應，-40～125℃的工作溫度范圍,，良好的抗外磁場干擾特性,，SOT-23或TO-92或LGA封裝,。TMR1162/TMR1262/TMR1362磁開關(guān)的用途包括智能流量計、接近開關(guān),、無線門禁,、智能藥丸和便攜式智能醫(yī)藥器具等靠電池供電的磁傳感器應用。與市場上其他納安級磁傳感器產(chǎn)品相比,，TMR1162/TMR1262/TMR1362磁開關(guān)具有更低的功耗,、更高的頻響、更寬的工作溫度范圍和優(yōu)秀的抗外磁干擾能力,。

目前,，多維科技已經(jīng)為工業(yè)界提供了一個不斷完善的磁開關(guān)產(chǎn)品系列。