三種磁傳感器開關(guān)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用分析

三種磁傳感器開關(guān)在物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用

越來越普遍的磁傳感器應(yīng)用是觸發(fā)“開機(jī)”功能。尤其對(duì)于氣密，小型電池供電的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，設(shè)計(jì) 人員需要一種方法來使設(shè)備保持“斷電”或“睡眠”模式，直到準(zhǔn)備好由用戶部署為止。一個(gè)很好的例子是可穿 戴式連續(xù)血糖儀，該血糖儀用于測量人體葡萄糖水平并將其傳達(dá)給患者，醫(yī)生和胰島素泵。

1、裸線片開關(guān)

機(jī)械開關(guān)和電池“卡舌”可以使設(shè)備斷電，但不幸的是，它們也使設(shè)備的電子設(shè)備容易受到惡劣環(huán)境的影 響。一種優(yōu)選的方法是在密封設(shè)備內(nèi)部使用一個(gè)磁傳感器，并在設(shè)備外部使用一個(gè)小磁鐵，通常嵌入設(shè)備的保 護(hù)性包裝中。這樣，當(dāng)將設(shè)備從包裝中取出時(shí)（同時(shí)又遠(yuǎn)離磁體的磁場），傳感器的輸出就會(huì)改變，并且電路 會(huì)“打開”該設(shè)備。這種方法不僅可以節(jié)省電池電量，還可以節(jié)省電池電量。它還為用戶提供了“即時(shí)”或“即開 即用”的體驗(yàn)。

所有這些磁傳感器功能的重要考慮因素包括功耗，靈敏度，輸出響應(yīng)選項(xiàng)，尺寸，可靠性和成本。有幾種 常見的磁傳感器選項(xiàng)一每個(gè)選項(xiàng)在物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備方面都有其優(yōu)缺點(diǎn)。

最古老的磁性傳感器，也是使用時(shí)間最長的傳感器，是古老的線片開關(guān)。線片開關(guān)是一種機(jī)電設(shè)備，由兩 個(gè)黑色金屬“線片”組成，每個(gè)線片均連接至引線并封裝在玻璃管內(nèi)。磁場將兩個(gè)線片拉在一起，從而閉合電 路。磁線開關(guān)通常用于各種物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備中，最值得注意的是用于安全系統(tǒng)，儀表和可植入醫(yī)療設(shè)備的窗戶和門 傳感器。

磁線開關(guān)的最大優(yōu)點(diǎn)是它們是消耗零功率的無源設(shè)備。磁線開關(guān)還具有簡單，便宜，靈敏度范圍有限的優(yōu) 勢(shì)。但是，磁線開關(guān)有幾個(gè)明顯的局限性。磁線開關(guān)的限制之一是尺寸。最常見的線片開關(guān)的長度為10mm- 對(duì)于某些物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備來說是可接受的，但對(duì)于許多傳感器尺寸小于1mm平方范圍的可穿戴和植入式設(shè)備而 言，這是可接受的。

可以使用較小的線片開關(guān)（長度不超過5mm），但它們非常昂貴且難以獲得。線片開關(guān)由于其機(jī)械特性 和玻璃管設(shè)計(jì)固有的脆弱性，其可靠性也很差。包覆成型的線片開關(guān)通過保護(hù)玻璃管和引出管的引線周圍的密 封件來提高可靠性，但這增加了成本以及尺寸。

2、??? 霍爾傳感器

經(jīng)受時(shí)間考驗(yàn)的另一種磁性傳感器類型是霍爾效應(yīng)傳感器。霍爾效應(yīng)是跨導(dǎo)體的電壓差（霍爾電壓）的產(chǎn) 生，該電壓差垂直于導(dǎo)體中的電流以及垂直于電流的施加磁場。作為固態(tài)CMOS技術(shù)，霍爾效應(yīng)傳感器體積小，可靠且成本低?；魻杺鞲衅鞯淖畲笕秉c(diǎn)是電流消耗。大多數(shù)霍爾效應(yīng)傳感器超過幾個(gè)微安培（mA）的電流，這對(duì)于許多電池供電的IOT設(shè)備來說是個(gè)問題。

3、??? 磁阻（MR）傳感器

磁傳感器的最后一類是磁阻（MR）傳感器?；趯?dǎo)體的電阻會(huì)在存在磁場的情況下發(fā)生變化的原理，已 開發(fā)出不同的MR技術(shù)作為MR傳感器的基礎(chǔ)。

盡管所有這些傳感器都具有固態(tài)IC的優(yōu)勢(shì)，體積小，成本低和可靠性高，但隧道磁阻（TMR）傳感器卻 具有最高靈敏度和最低功耗的組合。TMR傳感器的功耗低至200nA以下，代表了需要磁傳感器功能的電池供 電IOT設(shè)備的范例轉(zhuǎn)變。此外，TMR傳感器是所有MR傳感器中最靈敏的，并且等效于最靈敏的線片開關(guān)的靈 敏度。高度靈敏的傳感器可以使用更小，更便宜的磁體或更長的激活距離。

總結(jié)：一旦選擇了適合您需求的最佳傳感器技術(shù)，仍然需要決定哪種傳感器輸出，傳感器極性響應(yīng)，感應(yīng)頻率和 磁靈敏度最適合您的應(yīng)用。然后，設(shè)計(jì)磁子系統(tǒng)便面臨挑戰(zhàn)。（確定傳感器的方向，磁體的位置以及磁體的尺 寸和類型，以滿足操作要求并限制成本）。大多數(shù)機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)工程師都沒有經(jīng)驗(yàn)，知識(shí)或工具來正確設(shè)計(jì)和驗(yàn)證磁感應(yīng)設(shè)計(jì)。在這種情況下，這些 物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備設(shè)計(jì)人員應(yīng)選擇藍(lán)蜂磁傳感器供應(yīng)商，藍(lán)蜂會(huì)提供專門的應(yīng)用工程支持，知識(shí)和工具，以協(xié)助磁傳感設(shè)計(jì)過程。

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