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隨著傳感器制造商對MR傳感器技術的持續推動,設計工程師對于電池驅動設備開關將擁有更多的傳感器技術選擇方案。這些AMR固態傳感器不存在活動部件,因此更加可靠耐用;尺寸比磁簧開關更小,且具有相同的靈敏度范圍。這些特性使設計工程師能夠開發出尺寸更小、更可靠、質量更高且傳感器部件幾乎無需功耗的電氣用具和裝置。
觸點反彈"會導致多次通斷循環(斷/通/斷),為使用磁簧開關的設計工程師帶來各種問題。為了解決這個問題,工程師需要在硬件或軟件中實施“去反彈"功能,從而增加了系統的額外風險和設計工程師的開發周期。 MR傳感器消除了所有這些問題。作為一種封裝在模塑塑料外殼中的固態傳感器,MR傳感器沒有活動部件,幾乎不會損壞和磨損。磁簧開關相對較大的尺寸使其成為產品微型化的一個短板。對比磁簧開關和具有相同傳感范圍的AMR傳感器可以發現,磁簧開關的尺寸遠大于采用SOT-23封裝的MR傳感器(2.9 mm x 2.8 mm x 1.45 mm)。AMR傳感器相對較小的尺寸迎合了產品微型化的發展趨勢,降低了應用成本并增加了新應用的可能性。
磁簧開關有許多內在的劣勢,包括在安裝及有振動和沖擊的應用中易于損壞、耐用性較差、使用壽命有限(由于機械磨損產生),以及由于“接觸反彈"造成的可靠性問題等。 可靠性和耐用性對磁簧開關的使用者來說是一個挑戰。當磁簧開關的導線焊接在電路上時,它們會產生彎曲,從而容易破裂開關的封裝玻璃管,致使開關不能使用。事實上,這種開關損壞事件非常頻繁,磁簧開關制造商需要提供非常詳細的安裝說明以限制這種損壞的發生。其中解決方案之一是將磁簧開關放入一個塑料套管內,但這樣會增加開關的成本和尺寸。磁簧開關還會受到振動和沖擊的影響,導致開關的觸點分離,嚴重影響元件的可靠性,并且機械式磁簧開關會隨著時間的推移而產生磨損。因此,手機設計工程師轉向了霍爾效應傳感器。磁性傳感器是沒有活動部件的固態裝置,因此不會隨著時間的推移而產生磨損,并且還采用了塑料模塑外殼封裝,而磁簧開關則需封裝在玻璃管或外殼中。
直至21世紀初期,磁性傳感器的功耗均在毫安級,因此被認為無法適用于任何低功耗的應用。在這個時期前后,電氣工程師開始采用CMOS技術,使磁性傳感器設計工程師可以在傳感器中內置時鐘,從而賦予了傳感器睡眠/喚醒模式,以降低傳感器的功耗。 隨著技術的發展,磁性傳感器的功耗已經下降到個位數微安級。例如,目前霍爾效應傳感器的功耗僅為3-8 A,具體取決于制造商和元器件。新型MR傳感器技術的功耗僅為360 nA,從而使MR傳感器可替代大多數電池供電設備中的磁簧開關,所需功耗甚至還不到同類競爭產品的1/10。
目前,隨著制造商推動磁阻技術的發展,磁簧開關已經不再是高靈敏度開關的選擇。例如,霍尼韋爾新款Nanopower AMR傳感器IC(SM351LT和SM353LT)能夠提供與磁簧開關相同或更高的靈敏度。超高靈敏度產品SM351LT的動作靈敏度典型值為7G,大值為11G。高靈敏度產品SM353LT的動作靈敏度典型值為11G,大值為20G。這意味著這些MR傳感器的靈敏度已經比對應的高靈敏度磁簧開關相同或更高。
磁簧開關能為有低功耗要求的電池供電應用提供所需的高靈敏度范圍。磁簧開關的磁性靈敏度以安匝 (AT) 數衡量,而MR傳感器的靈敏度以高斯 (G) 為單位進行衡量。以10AT的高靈敏度磁簧開關為例,它相當于10-20G靈敏度的磁性傳感器。例如,霍爾效應傳感器的靈敏度典型值約為30G。這意味在檢測相同磁體時,磁簧開關的傳感距離是高靈敏度霍爾效應傳感器的兩倍或更多,從而為大氣隙要求的應用提供更高的設計靈活性。但磁簧開關也有一些缺點,這些缺點將在下文進行探討。
高靈敏度磁性傳感器使制造商可以使用更小或磁性更弱的磁體,從而可以降低產品成本并實現更小的產品設計。在過去數年里,隨著稀土磁體價格的飆升,磁體價格在產品設計成本考量中愈發重要。MR傳感器的另一個優勢是允許大氣隙,使得設計工程師能將傳感器放置在離磁體更遠的地方,且依然可保持可靠性,從而提供了更大的設計靈活性。anopower AMR傳感器可用于防止對通用電表的人為篡改。兩個沿180度對稱安裝的傳感器用于檢測是否有外部磁體試圖改變流量測量的準確度。
Nanopower AMR傳感器可用于檢測速度/扭矩選擇器的開關位置,還可用于確認電池是否正確安裝。同霍爾傳感器一樣,MR傳感器也是一種固態磁性傳感器。其中主要的不同在于MR傳感器在平行于傳感元件的平面上感測目標物,而霍爾效應傳感器在垂直于傳感元件的方向上感測目標物,通常MR傳感器的靈敏度遠大于霍爾傳感器。這使MR傳感器幾乎可用于所有的電池供電應用領域。在電池供電產品應用中,設計工程師之所以應考慮用MR傳感器替代磁簧開關主要有四個原因,即高靈敏度、低功耗、小尺寸和固有的固態傳感器優勢。西門子PLC CPU ET200模塊西門子PLC CPU ET200模塊