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磁傳感器

  磁傳感器廣泛用于現(xiàn)代工業(yè)和電子產(chǎn)品中以感應(yīng)磁場(chǎng)強(qiáng)度來測(cè)量電流,、位置,、方向等物理參數(shù)。在現(xiàn)有技術(shù)中,，有許多不同類型的傳感器用于測(cè)量磁場(chǎng)和其他參數(shù),如霍爾,、各向異性磁電阻,、巨磁電阻和TMR隧道磁電阻。

TMR磁傳感器

  TMR是近年來開始工業(yè)應(yīng)用的新型磁電阻效應(yīng)傳感器,，其利用的是磁性多層膜材料的隧道磁電阻效應(yīng)對(duì)磁場(chǎng)進(jìn)行感應(yīng),，比之前的幾代磁阻傳感器具有更高的電阻變化率，有更好的溫度穩(wěn)定性,，更高的靈敏度,，更低的功耗，更好的線性度,。不需要額外的聚磁環(huán)結(jié)構(gòu),，使得產(chǎn)品設(shè)計(jì)的尺寸更小，成本更低,。下圖是TMR磁阻傳感器與其它磁傳感器的對(duì)比,。

磁傳感器有很多種，根據(jù)輸出類型的不同,，主要分為開關(guān),、線性、角度等幾種,，下面主要介紹幾種磁開關(guān)的特性,。

干簧管

  干簧管也稱磁簧開關(guān)是由兩片磁簧片(通常由鐵和鎳這兩種金屬所組成的)?密封在玻璃管內(nèi)。?兩片磁簧片呈重迭狀況但中間間隔有一小空隙,，空隙僅約幾個(gè)微米,，外來適當(dāng)?shù)拇艌?chǎng)將會(huì)使兩片磁簧片接觸。干簧管應(yīng)為是無源器件,，應(yīng)用非常廣泛,，但存在易碎、勞損,、焊接麻煩如彎腳,、插件、人工焊接和剪腳,，AT值范圍大,，很難保證一致性，所以在生產(chǎn),、運(yùn)輸,、設(shè)備安裝以及售后服務(wù)等方面帶來了很多的不便。其中有很多潛在的故障在出廠檢測(cè)時(shí)是檢測(cè)不出來的,，比如干簧管出現(xiàn)隱形的裂痕,，空氣進(jìn)入，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)一般在一到幾年，隨著空氣的進(jìn)入,，觸點(diǎn)開始氧化,，氧化到一定程度后開始出現(xiàn)開關(guān)異常。比如水表行業(yè)的應(yīng)用,，水表的工作環(huán)境一般都比較潮濕,，從而加速了故障的出現(xiàn)。據(jù)了解,，水表出現(xiàn)的故障,，很大一部分來自于干簧管。

霍爾開關(guān)      

   霍爾傳感器是根據(jù)霍爾效應(yīng)制作的一種磁場(chǎng)傳感器,，原理是磁場(chǎng)的洛倫茲力使載流子進(jìn)行偏移,，產(chǎn)生電勢(shì)?；魻柶骷ぷ?，必須要給其提供一個(gè)恒定的電流，一般至少在mA級(jí)以上,，另外輸出的信號(hào)較弱,，需要加放大，霍爾本身工作功耗很高,，所以,，為了降低功耗一般芯片內(nèi)部采用分時(shí)供電的方式，此種工作方式是以犧牲頻率響應(yīng)來進(jìn)行工作,，功耗越低,，頻響就越低，頻響低就有采樣丟數(shù)據(jù)的風(fēng)險(xiǎn),，另外分時(shí)工作如果內(nèi)部的分時(shí)電路做的不好,，或ESD原因?qū)е路謺r(shí)部分故障，會(huì)導(dǎo)致芯片不工作,，或芯片一直高功耗工作,，以mA級(jí)的電流迅速的將設(shè)備電池電量耗盡。還有一點(diǎn)霍爾的動(dòng)作點(diǎn)和恢復(fù)點(diǎn)的分布區(qū)間較大,，一致性不好控制,，靈敏度也不會(huì)做的很高，對(duì)生產(chǎn)工藝有一定的要求,。所以基于功耗,、靈敏度、一致性等問題,，在很多的應(yīng)用場(chǎng)合不能替帶干簧管,。

磁阻開關(guān)    

  磁阻開關(guān)是根據(jù)磁場(chǎng)發(fā)生變化時(shí)， 磁阻的阻值發(fā)生變化，再通過內(nèi)部的電路將阻值變化的信號(hào)轉(zhuǎn)成開關(guān)輸出,，其中TMR是最新一代技術(shù)，因?yàn)?/span>前幾代磁阻的阻值做不了很大,，所以工作時(shí)的功耗也在mA級(jí)左右,，靈敏度也不高，在一些低功耗的場(chǎng)合,，跟霍爾一樣也只能用內(nèi)部的分時(shí)供電來處理,，頻響差。

TMR磁阻開關(guān)

   TMR磁阻傳感器是磁性多層膜材料的隧道磁電阻效應(yīng)對(duì)磁場(chǎng)進(jìn)行感應(yīng),，TMR磁阻本身的阻值可以做到兆歐姆級(jí),，是其他磁阻阻值的近千倍，全時(shí)工作功耗能做到在uA級(jí),，是其他磁阻功耗的近千分之一,，所以TMR磁阻是一款無需分時(shí)工作的磁阻，能做到超低功耗的同時(shí),，還能保證高的頻響,，頻響高達(dá)1KHZ-5KHZ,不存在因采樣率低，導(dǎo)致數(shù)據(jù)漏采的風(fēng)險(xiǎn),，另外電阻變化率高,，從而靈敏度根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合不同，可以做的很高,，是替代現(xiàn)有干簧管和霍爾應(yīng)用的理想選擇,。TMR磁阻在物聯(lián)網(wǎng)、計(jì)量,、喚醒,、位置檢測(cè)等很多電池供電需要超低功耗的應(yīng)用場(chǎng)合是最佳選擇。下面介紹下多維科技根據(jù)市場(chǎng)的需求最新發(fā)布的兩款TMR低功耗磁開關(guān)的典型應(yīng)用：                         

TMR1366 是一款超低功耗,，超高靈敏度,，低回差的磁開關(guān)芯片。

典型應(yīng)用：門磁,、窗磁開關(guān)

  門磁,、窗磁開關(guān)一般都是電池供電，工作時(shí)間長(zhǎng),，要求靈敏度高,，對(duì)于打開和關(guān)閉的狀態(tài)的位置檢測(cè)要非常準(zhǔn)確，否則會(huì)出現(xiàn)門窗開關(guān)狀態(tài)誤報(bào)的情況,。這樣需要對(duì)因位置微小的改變引起的磁場(chǎng)微小的變化進(jìn)行精確的檢測(cè),。TMR1366高靈敏度特性，動(dòng)作點(diǎn)只有7GS,回差只有2GS，完全能夠精確的檢測(cè)到門磁,、窗磁打開和關(guān)閉時(shí)微弱的磁場(chǎng)變化,。同時(shí)也適用其它很多位置檢測(cè)的應(yīng)用場(chǎng)合，如智能鎖（共享單車,、門鎖,、快遞柜、浴室柜等）,、TWS耳機(jī),、電子煙等。根據(jù)具體的參數(shù)要求可以提供不同型號(hào)的超低功耗的TMR136X系列的芯片,。

水,、電、氣表 防磁攻擊開關(guān)

 水電氣表都有防外界磁攻擊和磁干擾的需求,，對(duì)于外界磁攻擊和干擾能及時(shí)感應(yīng)到進(jìn)行響應(yīng)的處理,，TMR1366高靈敏度特性是防磁攻擊應(yīng)用的最佳選擇。

非接觸式磁喚醒開關(guān),，按鍵開關(guān),、防拆開關(guān)

   工業(yè)儀表的工作環(huán)境一般都很差，對(duì)儀表的防護(hù)等級(jí)要求要高,，如水表,、熱量表、壓力表等,，在此類工作環(huán)境下,，用普通的按鍵，密封不好做,，很難做到高的防護(hù)等級(jí),，一般都采用磁按鍵的方式。

  NB通信模塊的喚醒開關(guān),，正常的數(shù)據(jù)是定時(shí)上傳,，當(dāng)要即時(shí)上傳數(shù)據(jù)或設(shè)置時(shí)，通過臨時(shí)喚醒進(jìn)行工作,。另外還有一些物聯(lián)網(wǎng)終端的防拆開關(guān)如煙感,、智能門鈴等，此種應(yīng)用,，一般也是電池供電,，功耗要低。

  以上幾種應(yīng)用之前通常采用干簧管方案,，但干簧管的生產(chǎn)工藝,，易碎和勞損的問題,，導(dǎo)致其故障率高，采用TMR136X系列TMR磁阻全級(jí)開關(guān)是替代干簧管的最理想選擇,，既保證了低功耗,，高頻響，又保證生產(chǎn)效率高,，故障率低,。

TMR1302B/TMR1303B

是一款全時(shí)供電，低功耗,，1KHZ高頻響，低回差磁開關(guān)芯片,。

典型應(yīng)用：機(jī)電分離水表

    機(jī)電分離水表在成本,、安裝和售后等幾個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)，使得機(jī)電分離水表是近一兩年來脈沖式水表的一個(gè)大的發(fā)展趨勢(shì),，幾乎所有的水表廠家和水表方案公司都開始做機(jī)電分離水表,。傳統(tǒng)的機(jī)電一體式的脈沖水表，發(fā)訊圈都采用干簧管,、霍爾和磁阻幾種方案,，磁鋼和磁傳感器離的很近，對(duì)靈敏度及器件的一致性沒有太高的要求,。而機(jī)電分離表機(jī)械表和電子部分完全分開,，發(fā)訊部分己經(jīng)移到機(jī)表玻璃殼的外面，完全跟磁鋼分開,，加上電路部分的外殼,，磁鋼和發(fā)訊部分的距離達(dá)到1CM左右，這個(gè)距離霍爾和干簧管的靈敏度已經(jīng)滿足不了新的要求,，要采用敏度更高的TMR磁阻方案,。

  因機(jī)電分離水表方案，磁鋼的旋轉(zhuǎn)半徑很小,，所以要求傳感器靈敏度即要高,，在磁鋼到位時(shí)快速吸合，又要求磁鋼離開時(shí)迅速斷開,，因此對(duì)傳感器提出了更高的要求,，在非常小的旋轉(zhuǎn)半徑內(nèi)，既要快速吸合,，又要快速斷開,，這樣要求磁傳感器靈敏度高和回差小兩個(gè)特性，TMR1302B/TMR1303B在TR1302/TMR1303的基礎(chǔ)上對(duì)參數(shù)進(jìn)行了調(diào)整,，實(shí)踐證明是機(jī)電分離水表應(yīng)用的最佳選擇,，此芯片的特點(diǎn)是全時(shí)供電,，功耗在1.5uA，沒有休眠喚醒模式,，高達(dá)1KHZ的頻響,，不存在因頻響不夠丟數(shù)據(jù)的風(fēng)險(xiǎn)，也是電池供電的燃?xì)獗?、流量?jì)等計(jì)量產(chǎn)品的最理想選擇,。根據(jù)具體要求的不同，可以提供參數(shù)不同的TMR130X系列的芯片,。

TMR磁阻傳感器其它產(chǎn)品的典型應(yīng)用后續(xù)會(huì)進(jìn)行繼續(xù)介紹,，敬請(qǐng)關(guān)注！