可以使用较小的簧片开关(长度不超过5mm),但它们非常昂贵且难以获得。簧片开关由于其机械特性和玻璃管设计固有的脆弱性,其可靠性也很差。包覆成型的簧片开关通过保护玻璃管和引出管的引线周围的密封件来提高可靠性,但这增加了成本以及尺寸。
2、霍尔传感器
经受时间考验的另一种磁性传感器类型是霍尔效应传感器。霍尔效应是跨导体的电压差(霍尔电压)的产生,该电压差垂直于导体中的电流以及垂直于电流的施加磁场。
作为固态CMOS技术,霍尔效应传感器体积小,可靠且成本低。霍尔传感器的最大缺点是电流消耗。大多数霍尔效应传感器超过几个微安培(μA)的电流,这对于许多电池供电的IoT设备来说是个问题。
3、磁阻(MR)传感器
磁传感器的最后一类是磁阻(MR)传感器。基于导体的电阻会在存在磁场的情况下发生变化的原理,已开发出不同的MR技术作为MR传感器的基础。
尽管所有这些传感器都具有固态IC的优势,体积小,成本低和可靠性高,但隧道磁阻(TMR)传感器却具有最高灵敏度和最低功耗的组合。TMR传感器的功耗低至200nA以下,代表了需要磁传感器功能的电池供电IoT设备的范例转变。此外,TMR传感器是所有MR传感器中最灵敏的,并且等效于最灵敏的簧片开关的灵敏度。高度灵敏的传感器可以使用更小,更便宜的磁体或更长的激活距离。
总结:
表1总结了簧片开关,霍尔传感器和TMR传感器的相对优缺点。在功耗,开关频率,可靠性,灵敏度,尺寸,抗干扰性和成本方面,TMR传感器在其他磁传感技术上均名列前茅。
表1:该表比较了簧片开关,霍尔效应和TMR(隧道磁阻)传感器的显着特征。
一旦选择了适合您需求的最佳传感器技术,仍然需要决定哪种传感器输出,传感器极性响应,感应频率和磁灵敏度最适合您的应用。然后,设计磁子系统便面临挑战。(确定传感器的方向,磁体的位置以及磁体的尺寸和类型,以满足操作要求并限制成本)。
大多数机电产品设计工程师都没有经验,知识或工具来正确设计和验证磁感应设计。在这种情况下,这些物联网设备设计人员应选择磁传感器供应商,这些供应商应提供专门的应用工程支持,知识和工具,以协助磁传感设计过程。
“物联网”可能是一个行业流行词,但这是一个非常现实的趋势,正在触及我们世界上许多不同的应用程序。磁传感器提供的技术可以支持IoT世界中不断变化的设备,但设备设计人员必须了解不同类型的好处,才能为其设计选择正确的解决方案。