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低功耗TMR磁阻開關傳感器的典范操縱 - 磁傳感器常識 - 傳感器常識庫
磁傳感器常識

低功耗TMR磁阻開關傳感器的典范操縱

宣布日期:2018年08月17日    閱讀次數:9451

在固態磁阻傳感器成長之前,磁力舉措的磁簧開關已遍及操縱了數十年之久,為地位傳感供給了久經磨練且價錢自制的處置計劃。跟著霍爾效應手藝的成長,霍爾效應傳感器起頭在一些電池供電的操縱中代替磁簧開關,如手機 、條記本、花費電子和紅色家電。

 

雖然霍爾效應傳感器已勝操縱于一些低功耗操縱范疇,但今朝在很多操縱中它還不能代替磁簧開關,因為它們沒法知足操縱范疇對傳感器高活絡度和低功耗的請求。

 

對尋覓磁簧開關替換計劃以減小開關尺寸、前進開關品質和耐用性、并最大限定耽誤電池壽命的設想工程師來講,新型地道磁阻手藝能夠或許為他們供給微安級(uA)的開關功耗,同時還具備高活絡度的特征,且性價比優于磁簧開關。


一、干簧管

 

干簧管(ReedSwitch)也稱舌簧管或磁簧開關,是一種磁敏的特別開關,1936年由貝爾德律風嘗試室的沃爾特.埃爾伍德(Walter B. Ellwood)發現,他自己已于1940年在美國請求了專利。爾后的幾十年時候里,干簧管被產業界遍及操縱,逐步成為一種高性價比的磁力地位開關傳感器。

 

干簧管凡是有兩個軟磁性資料做成的、無磁時斷開的金屬簧片觸點(有的另有第三個作為常閉觸點的簧片),這些簧片觸點被封裝在充有惰性氣體(如氮、氦等)或真空的玻璃管里,玻璃管內平行封裝的簧片端部堆疊,并留有必然空隙或彼此打仗以構成開關的常開或常閉觸點。

 

因為金屬簧片觸點被密封在玻璃管內,以是不受外界環境的影響,任務很是不變;惰性貴金屬觸點的熔點高,能削減電弧放電對觸點外表的消耗,以是能堅持較長時候的任務壽命;操縱永遠磁鐵能輕易地節制簧片開關,是一種高機能廉價錢的抱負電子零部件。

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干簧管幾個首要的根基特征參數為:

-吸合值(Pull-in Value,簡稱PI值,單元是AT):這是是干簧管最首要的任務特征,它是線圈任務所必需的任務電流與線圈圈數的乘積,它表現干簧管的活絡度,PI值越低象征著干簧管的活絡度越高。

-開斷值(Drop-out Value,簡稱DO值):它是當觸點開釋時流過線圈的電流與線圈圈數的乘積,DO值是和PI值相干聯的首要參數。

-任務壽命:要保障持續任務到達必然的次數。

-觸點耐壓(Breakdown Voltage,單元是V):為堅持普通任務,觸點間能夠或許蒙受最大開關電壓,或對線路中的剎時過載電壓所能蒙受的值。

-打仗阻抗(Contact Resistance,單元是mΩ):觸點在閉應時兩頭子間的阻抗,包含導線局部的電阻。

-絕緣阻抗(Insulation Resistance,單元是mΩ):兩頭子間的絕緣阻抗,是對玻璃管和玻璃管外表泄電流的阻抗。


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二、TMR磁開關傳感器

 

TMR磁開關傳感器是一種高活絡度、高頻響、低功耗和高精度的磁觸發數字開關,集成了接納高精度推挽式半橋TMR磁傳感器和CMOS集成電路,能將變更的磁場旌旗燈號轉化為數字電壓旌旗燈號輸入。

 

TMR開關傳感器經由進程外部電壓穩壓器來供給溫度彌補電源,并許可寬的任務電壓規模。TMR開關傳感器以低電壓任務、極高呼應頻次、微安級的供電電流、寬的任務溫度規模和高ESD耐壓成為浩繁開關類操縱的抱負挑選。


TMR磁開關傳感器的典范上風:

-是一種固態開關,不可挪動的部件

-多維科技的TMR磁開關包含單極、推挽式雙極鎖存和全極輸入三品種型

-高活絡度:活絡度可到達2Gs,許可利用更小的磁鐵或更大的任務空隙,便于裝配

-低功耗:持續供電任務狀況下,功耗低至1.5uA@3V

-寬任務電壓規模:1.8~5.5V

-優良的溫度特征:任務溫度規模寬,-40-150℃

-高頻次呼應:最高可達5kHz 

-抗強磁攪擾:3000Gs

-小型封裝:SOT23-3、TO92、LGA


跟著手藝的日趨前進,磁阻手藝取得了很好的貿易化成長,干簧管已不再是磁力開關的獨一挑選。對尋覓干簧管替換計劃以增添開關活絡度、減小開關尺寸、前進開關品質和耐用性、并最大限定耽誤電池壽命的設想工程師來講,新型地道磁阻(TMR)手藝能夠或許為他們供給微安級(uA)的開關功耗,同時還具備高活絡度的特征,具備更高的性價比。


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TMR磁開關傳感器與干簧管比擬

序號

機能對照

TMR磁開關傳感器

玻璃封裝干簧管

1

利用壽命

無機器觸點,非打仗式利用

機器觸點,易磁化,利用壽命短

2

傳感器制作長度

最長能夠做到20m

只能做到5m擺布

3

傳感器環繞

環繞直徑30cm

不能環繞

4

漣漪管封裝

能夠漣漪管封裝20m長,傳感器隨漣漪管曲折、環繞

不能曲折、環繞

5

傳感器焊接體例

主動化回流焊,焊接裝備和工藝保障了產物靠得住性和分歧性

手工焊,毛病率高

6

傳感器管腳成型

外表貼裝磁傳感器,焊接前不須要管腳成型

野生管腳成型玻璃干簧管易碎

7

運輸和搬移

制品運輸和搬移裝配進程中物理碰撞和振動不會形成傳感器破壞

跌落、巨力震撼等輕易形成玻璃干簧管分裂

8

傳感器磁化

TMR磁傳感器,不會被磁化

會被磁化形成干簧管舌簧分手不開使傳感器生效


三、TMR磁開關傳感器的典范操縱


1、流量計中的剎時流量檢測、大流量報警、逆流檢測等

 

智能水表普通由電池供電,國度規范請求要智能水表的利用年限為六年,智能水表制作商們的外部規范為6+1年,這就對智能水表傳感器的功耗提出了刻薄的請求。因為受傳感器的功耗、壽命、呼應頻次的限定,數字化水表的經常利用計劃是經由進程齒輪的變速,把傳感器裝配在10升流量地位,檢測10升指針的扭轉次數停止累計,如許的設想只能丈量一段時候內的累計流量,而不能丈量剎時流量。今朝在智能水表中遍及利用的干簧管,因為其體積大,不宜裝配,影響了表的小型化,智能化;同時因為水錘效應,會產生發抖景象,影響了計量精度。

 

多維科技磁阻傳感器接納TMR磁地道結手藝,活絡度高、呼應頻次高、功耗低,很是合適于水表、機器式熱量表等電池供電場所操縱。

 

因為TMR磁傳感器的固有特色,很是合適智能水表操縱。呼應頻次高,到達1kHz以上,可間接丈量葉輪的轉速,取得水表的剎時流量,能夠及時監控用水環境。接納兩個TMR傳感器,按照四種差別狀況旌旗燈號,能夠取得葉輪的扭轉速率和扭轉標的目的。經由進程丈量葉輪的轉速,多維科技TMR傳感器能夠完成:剎時流量檢測、漏水及大流量報警、逆流檢測等功效。

 

電子水表

首要產物:(1)TMR1202雙極鎖存型開關傳感器;(2)TMR1302全極型開關傳感器

操縱請求:(1)間接檢測葉輪轉速;(2)高頻響,低功耗,溫度不變性高

機能上風:(1)高頻響特征,保障計量精確,不喪失數據;(2)松散的開關點散布,保障輸入方波的占空比不變,可前進計量精度;(3)較高的活絡度,保障長時候的計量靠得住性;(4)杰出的溫度特征(功耗和開關點隨溫度和電壓的變更小)保障體系的利用壽命和計量靠得住性

 

智能水表

首要產物:TMR1302全極型開關傳感器

操縱請求:(1)檢測指針轉速;(2)低功耗,持續任務,靠得住性好

機能上風:(1)持續任務,1.5uA低功耗特征,保障計量精確,不喪失數據;(2)松散的開關點散布,保障輸入方波的占空比不變,可前進計量精度;(3)較高的活絡度,保障長時候的計量靠得住性;(4)杰出的溫度特征(功耗和開關點隨溫度和電壓的變更小)保障體系的利用壽命和計量靠得住性;(5)規范的凹凸電平,間接接入后端處置器

 

直讀式水表

首要產物:TMR3002角度傳感器

操縱請求:間接檢拆字輪地位

機能上風:(1)可配濕式水表,知足肇端流量和本錢請求;(2)讀數字輪360°全圓周丈量,丈量分辯率取決于模數轉換的現實精度,讀數精確率100%,不存在臨界狀況和恍惚狀況;(3)電子元器件的大幅度削減,大大下降了產物因器件毛病引發危險;(4)降服了光電直讀計劃光通路穿過水表液封介質中氣泡時,光的反射與折射引發讀數誤碼。

 

2、液位計

液位計是汽車、油氣、田油、水處置站及煤油化工裝配主動化節制體系的首要構成局部。以汽車行業為例,今朝汽車液位傳感器行業首要接納干簧管手藝,但干簧管件與件之間的開關機能差別較大,并且還須要剪切、彎折引腳,其本錢絕對較高。別的,干簧管切換時候較長,且玻璃管還很輕易分裂。TMR磁開關傳感器的諸多上風,處置了干簧管在汽車操縱上的弊病。

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干簧管液位計和TMR液位計比擬


機能比擬

TMR液位計

干簧管液位計

輸入電壓規模

5±0.5Vdc

體系電壓

輸入旌旗燈號范例

電壓

電阻輸入或電壓輸入

功耗

3uA

零功耗

電平切換時候

本錢


多維科技TMR磁開關傳感器產物宣布過程


2012年1月17日,多維科技第一款低功耗TMR磁開關傳感器,用于電池供電的智能流量計,包含水表、熱量表和藹體流量計。

 

2013年5月14日,多維科技特地推出為電池供電的磁開關操縱體系而設想的超低功耗(1.5uA@3V)、高頻響(1kHz)、和優良的溫度不變性的超低功耗TMR磁開關傳感器。

 

2015年6月9日,多維科技推出高活絡度的TMR1309磁開關傳感器。這兩款新產物具備高活絡度,開關點僅為2Gauss(0.2mT),同時兼備高速任務狀況下1.5微安的超低功耗,和杰出溫度不變性,合用于電池供電,同時對緊密丈量、機能分歧性、溫度不變性有嚴酷請求的高端傳感器操縱。典范操縱包含無線門禁,和智能藥丸和便攜式藥物遞送裝配等智能醫藥用具。

 

2016年1月26日,多維科技特地為高機能產業類傳感器操縱推出小回差、超小尺寸、超低功耗和具備杰出溫度不變性的TMR1340 / TMR1341 / TMR1343 / TMR1345 系列磁開關傳感器。

 

2016年12月5日,多維科技推出了一款智能型的磁性地位檢測傳感器TMR1401,對挪動部件中差別磁場強度的磁體,和差別的檢測間隔,均能完成磁體(挪動部件)的精確定位。


2017年12月21日,多維科技推出帶無源磁影象功效的超低功耗雙極鎖存開關傳感器TMR1212,它是包含雙穩開關、固態開關、速率檢測、線性及扭轉地位檢測等浩繁產業類操縱的抱負挑選。


2018年8月8日,多維科技推出200nA更低功耗TMR磁開關傳感器TMR1162/TMR1262/TMR1362,其首要特色包含,200nA超低功耗,50Hz頻次呼應,-40~125℃的任務溫度規模,杰出的抗外磁場攪擾特征,SOT-23或TO-92或LGA封裝。TMR1162/TMR1262/TMR1362磁開關的用處包含智能流量計、靠近開關、無線門禁、智能藥丸和便攜式智能醫藥用具等靠電池供電的磁傳感器操縱。與市場上其余納安級磁傳感器產物比擬,TMR1162/TMR1262/TMR1362磁開關具備更低的功耗、更高的頻響、更寬的任務溫度規模和優良的抗外磁攪擾才能。


今朝,多維科技已為產業界供給了一個不時完美的磁開關產物系列。


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