IFM磁性傳感器使用原理和使用技術(shù)：

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(lái)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(lèi)型的傳感器用于測(cè)量磁場(chǎng)和其他參數(shù)。
例如采用霍爾（Hall）元件，各向異性磁電阻（Anisotropic Magnetoresistance, AMR）元件或巨磁電阻（Giant Magnetoresistance, GMR）元件為敏感元件的磁傳感器。TMR（Tunnel MagnetoResistance）元件是近年來(lái)開(kāi)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)，比之前所發(fā)現(xiàn)并實(shí)際應(yīng)用的AMR元件和GMR元件具有更大的電阻變化率。我們通常也用磁隧道結(jié)（Magnetic Tunnel Junction, MTJ）來(lái)代指TMR元件，MTJ元件相對(duì)于霍爾元件具有更好的溫度穩(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)；相對(duì)于AMR元件具有更好的溫度穩(wěn)定性，更高的靈敏度，更寬的線性范圍，不需要額外的set/reset線圈結(jié)構(gòu)；相對(duì)于GMR元件具有更好的溫度穩(wěn)定性，更高的靈敏度，更低的功耗，更寬的線性范圍
電氣數(shù)據(jù)
工作電壓 [V] 10...36 DC; (符合cULus - Class 2標(biāo)準(zhǔn))
防護(hù)等級(jí) III
反相保護(hù) 是
輸出
輸出功能 2 x 常閉，1 x 常開(kāi)
開(kāi)關(guān)量輸出DC電壓降z(mì)ui大值 [V] 5.4
zui小的負(fù)載電流 [mA] 2
漏電流zui大值 [mA] 0.5
開(kāi)關(guān)量輸出DC的持續(xù)電流負(fù)載 [mA] 80
開(kāi)關(guān)頻率DC [Hz] 0.5
短路保護(hù) 是
短路保護(hù)類(lèi)型 脈沖
過(guò)載保護(hù) 是
監(jiān)控范圍
測(cè)量范圍 [mm] 62...137
精度/偏差
遲滯 [mm] 0.5
工作條件
環(huán)境溫度 [°C] -40...70
外殼防護(hù)等級(jí) IP 20; IP 67; (活塞側(cè)面: IP 20; 接插件側(cè)面: IP 67)
認(rèn)證/測(cè)試
EMC電磁兼容
EN 61000-4-2 ESD 4 kV CD / 8 kV AD
EN 61000-4-3 HF電磁場(chǎng)輻射 3 V/m
EN 61000-4-4 Burst 2 kV
EN 61000-4-6 射頻場(chǎng)感應(yīng)的傳導(dǎo)抗擾度 10 V
EN 55011 發(fā)射 等級(jí)B
IEC 60255-5 4 kV 線對(duì)線，Ri： 500Ohm
機(jī)械技術(shù)數(shù)據(jù)
重量 [g] 0.001
尺寸 [mm] Ø 40 / L = 120
原材料 黃銅 白青銅-鍍層; 接插件外殼: PA; 活塞: 特種鋼
擰緊扭矩 [Nm] < 20
顯示器/操作件
顯示
開(kāi)關(guān)狀態(tài) 4 x 90° LED, 黃色 OUT 1
開(kāi)關(guān)狀態(tài) 4 x 90° LED, 紅色 OUT 3
注釋
注釋
出廠狀態(tài): 所有輸出 / LED燈關(guān)閉/閃爍
說(shuō)明 符合客戶特殊要求的型號(hào)標(biāo)示
包裝單位 1 件數(shù)
電氣連接 - 插頭
接口 接插件: 1 x M12; 觸頭: 鍍金的
產(chǎn)品 感應(yīng)距離 輸出功能 輸出 尺寸 連接方式
MGS206 70 mm 常閉 DC PNP M18 x 1 / L = 60 mm 接插件
MGS204 70 mm 常開(kāi) DC PNP M18 x 1 / L = 60 mm 接插件
MGS205 70 mm 常開(kāi) DC NPN M18 x 1 / L = 60 mm 接插件
MFS211 60 mm 常開(kāi) DC PNP M12 x 1 / L = 60 mm 接插件
MFS210 60 mm 常閉 DC PNP M12 x 1 / L = 60 mm 接插件
MFS209 60 mm 常開(kāi) DC NPN M12 x 1 / L = 60 mm 接插件
MGT203 70 mm 常開(kāi) DC PNP M18 x 1 / L = 60 mm 接插件
MFT202 60 mm 常開(kāi) DC PNP M12 x 1 / L = 60 mm 接插件
MFT204 60 mm 常開(kāi) DC PNP Ø 12 / L = 60 mm 接插件
IFM磁性傳感器使用原理和使用技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)編輯：
磁傳感器未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)有以下幾種特點(diǎn)：
1、高靈敏度。被檢測(cè)信號(hào)的強(qiáng)度越來(lái)越弱，這就需要磁性傳感器靈敏度得到極大提高。應(yīng)用方面包括電流傳感器、角度傳感器、齒輪傳感器、太空環(huán)境測(cè)量。
2、溫度穩(wěn)定性。更多的應(yīng)用領(lǐng)域要求傳感器的工作環(huán)境越來(lái)越嚴(yán)酷，這就要求磁傳感器必須具有很好的溫度穩(wěn)定性，行業(yè)應(yīng)用包括汽車(chē)電子行業(yè)。
3、抗干擾性。很多領(lǐng)域里傳感器的使用環(huán)境沒(méi)有任何屏蔽，就要求傳感器本身具有很好的抗干擾性。包括汽車(chē)電子、水表等等。
4、小型化、集成化、智能。要想做到以上需求，這就需要芯片級(jí)的集成，模塊級(jí)集成，產(chǎn)品級(jí)集成。
5、高頻特性。隨著應(yīng)用領(lǐng)域的推廣，要求傳感器的工作頻率越來(lái)越高，應(yīng)用領(lǐng)域包括水表、汽車(chē)電子行業(yè)、信息記錄行業(yè)。
6、低功耗。很多領(lǐng)域要求傳感器本身的功耗極低，得以延長(zhǎng)傳感器的使用壽命。應(yīng)用在植入身體內(nèi)磁性生物芯片，指南針等等。
磁傳感器的應(yīng)用與市場(chǎng)編輯
磁傳感器的應(yīng)用十分廣泛，已在國(guó)民經(jīng)濟(jì)、國(guó)防建設(shè)、科學(xué)技術(shù)、醫(yī)療衛(wèi)生等領(lǐng)域都發(fā)揮著重要作用，成為現(xiàn)代傳感器產(chǎn)業(yè)的一個(gè)主要分支。在傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)應(yīng)用和改造、資源探查及綜合利用、環(huán)境保護(hù)、生物工程、交通智能化管制等各個(gè)方面，它們發(fā)揮著愈來(lái)愈重要的作用。下面就一些重要方面的應(yīng)用作一論述。
磁傳感器的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用
磁傳感器已經(jīng)在許多領(lǐng)域獲得了產(chǎn)業(yè)性的應(yīng)用，每年所需用的磁傳感器的總數(shù)量以數(shù)十億計(jì)。
1.1 電機(jī)工業(yè)
無(wú)刷電動(dòng)機(jī)具有體積小、重量輕、效率高、調(diào)速方便、維護(hù)少、壽命長(zhǎng)、不產(chǎn)生電磁干擾等一系列優(yōu)點(diǎn)，年需求量數(shù)以?xún)|計(jì)。
在無(wú)刷電動(dòng)機(jī)中，用磁傳感器來(lái)作轉(zhuǎn)子磁極位置傳感和定子電樞電流換向器。許多磁傳感器，霍爾器件、威根德器件、磁阻器件等都可以使用，但大量使用的，主要是霍爾器件。
電機(jī)的轉(zhuǎn)速檢測(cè)和控制使用了的旋轉(zhuǎn)編碼器，過(guò)去多用光編碼器。磁編碼器的使用顯示出越來(lái)越多的優(yōu)點(diǎn)，正在逐漸取代光學(xué)器件。使用磁傳感器還可以對(duì)電機(jī)進(jìn)行過(guò)載保護(hù)(主要用霍爾電流傳感器)及轉(zhuǎn)矩檢測(cè)。
1.2 電力電子技術(shù)
電力電子表技術(shù)是電力技術(shù)和電子技術(shù)的結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)交直流電流的相互變換，并可在所需的范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)電流、電壓和頻率的自由調(diào)節(jié)。采用這些技術(shù)和產(chǎn)品，可做成各種特殊電源(如UPS、高頻電源、開(kāi)關(guān)電源、弧焊機(jī)逆變電源等)和交流變頻器等產(chǎn)品(交流變頻器用于電機(jī)調(diào)速，節(jié)能效果*)。這些變流裝置的核心，是大功率半導(dǎo)體器件。以磁傳感器為基礎(chǔ)的各種電流傳感器被用來(lái)監(jiān)測(cè)、控制和保護(hù)這些大功率器件。霍爾電流傳感器響應(yīng)速度快，且依靠磁場(chǎng)和被控電路耦合，不接入主電路，因而功耗低，抗過(guò)載能力強(qiáng)，線性好，可靠性高，既可作為大功率器件的過(guò)流保護(hù)驅(qū)動(dòng)器，又可作為反饋器件，成為自控環(huán)路的一個(gè)控制環(huán)節(jié)。使用變流技術(shù)可以大量節(jié)能，國(guó)外使用的電能95%是經(jīng)過(guò)變換來(lái)的，國(guó)內(nèi)變流技術(shù)雖已受到高度重視，但僅有5%的電能經(jīng)過(guò)這種變換，可見(jiàn)具有巨大的應(yīng)用前景。其中，可能吸納大量的電流傳感器，是磁傳感器的又一巨大的產(chǎn)業(yè)性應(yīng)用領(lǐng)域。
1.3 能源管理
電網(wǎng)的自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)需采集大量的數(shù)據(jù)，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理之后，對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行狀況實(shí)施監(jiān)控，并進(jìn)行負(fù)載的分配調(diào)節(jié)和安全保護(hù)。自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的各個(gè)控制環(huán)節(jié)，都可用以磁傳感器為基礎(chǔ)的電流傳感器、互感器等來(lái)實(shí)現(xiàn)。霍爾電流傳感器已逐步在電網(wǎng)系統(tǒng)中得到應(yīng)用。用霍爾器件作成的電度表已從研制逐步轉(zhuǎn)向?qū)嵱没鼈兛勺詣?dòng)計(jì)費(fèi)并可顯示功率因數(shù)，以便隨時(shí)進(jìn)行調(diào)整，保證用電。
1.4 計(jì)算機(jī)技術(shù)與信息讀寫(xiě)磁頭
磁信息記錄裝置除磁帶、磁盤(pán)等之外，還有磁卡、磁墨水記錄帳冊(cè)、磁記錄等，對(duì)磁信息存儲(chǔ)和讀出傳感器有巨大需求。感應(yīng)磁頭，薄膜磁阻磁頭，非晶磁頭等都獲得了大量的使用。隨著記錄密度的提高，例如高到100G字節(jié)，需要更高靈敏度和空間分辨力的磁頭。以多層金屬薄膜為基礎(chǔ)的巨磁阻磁頭、用非晶合金絲制作的非晶合金磁頭、巨磁阻抗磁頭等正展開(kāi)激烈的競(jìng)爭(zhēng)。
1.5 汽車(chē)工業(yè)
在汽車(chē)中，使用大量的電機(jī)(汽車(chē)每輛約需40～60臺(tái)電機(jī)，一般汽車(chē)中也有15臺(tái)，這些電機(jī)呈現(xiàn)出無(wú)刷化趨勢(shì))，其中使用磁傳感器的數(shù)量之大，不言而喻;另一個(gè)大量使用磁傳感器的是汽車(chē)的ABS系統(tǒng)(防抱制動(dòng)系統(tǒng))，平均每臺(tái)汽車(chē)要使用4～6只速度傳感器，使用的主要是感應(yīng)式速度傳感器。正在逐步推廣的新型的霍爾齒輪傳感器，以及威氏器件、非晶器件、磁阻器件等即將進(jìn)入這一領(lǐng)域。
另外是汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)點(diǎn)火定時(shí)用的速度傳感器及點(diǎn)火器。這些方面也主要使用感應(yīng)傳感器。霍爾齒輪傳感器和霍爾片開(kāi)關(guān)已經(jīng)在一些車(chē)型中使用。據(jù)霍尼威爾公司報(bào)導(dǎo)，截止1996年6月，他們已向汽車(chē)工業(yè)供應(yīng)了8000萬(wàn)只霍爾翼片開(kāi)關(guān)和300萬(wàn)只霍爾齒輪速度傳感器。據(jù)預(yù)測(cè)，未來(lái)在一輛汽車(chē)中，將采用30多只象霍爾傳感器那樣的磁傳感器。
還有在工業(yè)自動(dòng)控制、機(jī)器人、辦公自動(dòng)化、家用電器及各種安全系統(tǒng)等領(lǐng)域，除大量使用無(wú)刷直流電機(jī)，交流變頻器等之外，在電冰箱、空調(diào)器、電飯煲等裝置中，使用了大量的磁性溫度控制器，上世紀(jì)80年代中期已經(jīng)超過(guò)數(shù)億只。