1、磁性傳感器原理簡(jiǎn)介

導(dǎo)語(yǔ)：磁性傳感器可以通過(guò)磁場(chǎng)的強(qiáng)度來(lái)測(cè)試電流的位置和方向等物理參數(shù)，這也是磁性傳感器被廣泛地應(yīng)用于現(xiàn)代工業(yè)和各類電子產(chǎn)品中的重要原因之一。在現(xiàn)有的科學(xué)技術(shù)條件之下，各種類型的傳感器都可以用來(lái)測(cè)量磁場(chǎng)和其他物理參數(shù)，比如說(shuō)霍爾元件、各向異性磁電阻元件以及巨磁電阻元件等。這篇文章主要是為大家介紹磁性傳感器原理。

磁性傳感器的簡(jiǎn)介

磁性傳感器主要包括以下幾種類型：HALL霍爾元件、AMR——ANISOTROPICMAGNETORESISTANCE各向異性磁電阻元件以及GMR——GIANTMAGNETORESUSTANCE巨磁電阻元件，這些磁性傳感器都是近年來(lái)應(yīng)用比較廣泛的新型磁電阻效應(yīng)傳感器。磁傳感器能夠把各種敏感元件，比如說(shuō)電流、磁場(chǎng)、溫度、光、應(yīng)力應(yīng)變等引起的磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換成為電能，并同時(shí)發(fā)出電信號(hào)，以此來(lái)測(cè)試相應(yīng)的物理量的傳感器元件。

磁性傳感器可以分為三個(gè)類型：磁場(chǎng)感應(yīng)器、指南針以及位置傳感器。磁場(chǎng)傳感器也就是我們平常所說(shuō)的電流傳感器，它被廣泛地應(yīng)用于家用電器當(dāng)中，還有電動(dòng)車、風(fēng)力發(fā)電站以及智能電網(wǎng)也都有所運(yùn)用。大家在生活中也常常用到磁性傳感器，比如說(shuō)指南針、電腦硬盤等。

磁性傳感器的工作原理

當(dāng)磁性傳感器上面的信號(hào)轉(zhuǎn)子按照順時(shí)針的方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，轉(zhuǎn)子上面的凸齒和磁場(chǎng)的磁頭之間產(chǎn)生的氣隙也會(huì)減小，因此，它們之間產(chǎn)生的磁路和磁阻也就隨之變小，磁通量反而隨之增大。當(dāng)轉(zhuǎn)子的凸齒快要接近磁場(chǎng)的磁頭的邊緣的時(shí)候，磁通量會(huì)急劇上升，此時(shí)的磁通變化率達(dá)到最大化，并且感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也達(dá)到最高點(diǎn)。但是，當(dāng)信號(hào)轉(zhuǎn)子按照順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)到凸齒的中心線的時(shí)候，此時(shí)凸齒的中心線和磁場(chǎng)的磁頭的中心線是堆砌的，雖然信號(hào)轉(zhuǎn)子的凸齒和磁場(chǎng)的磁頭之間的氣隙達(dá)到最小值，但是此時(shí)的磁通量是達(dá)到最高點(diǎn)的，但是，因?yàn)榇磐渴遣豢赡艹掷m(xù)不斷的上升的，此時(shí)的磁通量變化率等于0.

磁傳感器的應(yīng)用

磁傳感器全球每年產(chǎn)值大概在10億美元，加上后端系統(tǒng)就更大了。這里所講的是感應(yīng)層面的磁傳感器。在智能交通里，比如說(shuō)任何一個(gè)車在公路上開(kāi)的時(shí)候，如果你公路上放一個(gè)磁傳感器，車走過(guò)的軌跡你把它記錄下來(lái)，就可以建設(shè)高速公路的車流。

前一段動(dòng)車出事以后，國(guó)家交通部要求有沒(méi)有單獨(dú)的方案，建設(shè)動(dòng)車是停在某一個(gè)軌道上，還是不在某一個(gè)軌道上，后來(lái)又一個(gè)方案很簡(jiǎn)單，在動(dòng)車沿線每隔兩公里鋪一個(gè)磁傳感器，這是一個(gè)單獨(dú)系統(tǒng)，所以當(dāng)你沒(méi)電的時(shí)候也可以告訴調(diào)度中心。磁傳感器應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域磁傳感器就是把磁場(chǎng)、電流、應(yīng)力應(yīng)變、溫度、光等引起敏感元件磁性能的變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，以這種方式來(lái)檢測(cè)相應(yīng)物理量的傳感器。磁傳感器在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用很多，還呈快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。

在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，最流行的磁傳感器類型是電流傳感器，包括分流電阻器、霍爾效應(yīng)集成電路、電流感應(yīng)變壓器、開(kāi)環(huán)與閉環(huán)霍爾器件以及磁通門傳感器。在許多測(cè)量50安培以下電流的應(yīng)用中，比如住宅太陽(yáng)能逆變器應(yīng)用或小型UPS系統(tǒng)，使用簡(jiǎn)單的resistivebar或分路(shunt)[4]。

但隨著所測(cè)電流強(qiáng)度的上升，shunt變得笨重和昂貴。在大型變頻電機(jī)等電流較高的應(yīng)用中，開(kāi)環(huán)與閉環(huán)霍爾傳感器在一個(gè)小型封裝中使用霍爾效應(yīng)IC;也可以提高集成度，在封裝中包含一個(gè)專用集成電路?；魻朓C同樣用于工業(yè)洗衣機(jī)變頻器控制應(yīng)用之中。除了電流傳感器，獨(dú)立霍爾效應(yīng)IC或磁阻傳感器開(kāi)關(guān)也存在規(guī)模較小的磁傳感器市場(chǎng)，這些器件用于電機(jī)整流，以降低紋波和改善性能，或者用于位置測(cè)量。

磁傳感器的應(yīng)用與市場(chǎng)

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。

2、什么是磁敏傳感器

磁敏傳感器（Magnetic sensor）是一種專門用于檢測(cè)和測(cè)量磁場(chǎng)的設(shè)備。它利用磁場(chǎng)對(duì)物理特性的影響來(lái)確定磁場(chǎng)的存在、強(qiáng)度和方向。磁敏傳感器廣泛應(yīng)用于各種不同的領(lǐng)域，包括工業(yè)自動(dòng)化、汽車工業(yè)、航空航天、醫(yī)療設(shè)備、消費(fèi)電子等。

磁敏傳感器的工作原理可以分為幾種不同的類型。其中，最常見(jiàn)的是霍爾效應(yīng)傳感器?；魻栃?yīng)傳感器基于霍爾效應(yīng)，即當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，會(huì)產(chǎn)生橫向的磁場(chǎng)，從而產(chǎn)生電壓差。通過(guò)測(cè)量這個(gè)電壓差，可以確定磁場(chǎng)的強(qiáng)度和方向。

另一種常見(jiàn)的磁敏傳感器類型是磁電阻傳感器，也被稱為磁阻傳感器。磁電阻傳感器利用磁場(chǎng)對(duì)電阻的影響來(lái)測(cè)量磁場(chǎng)。當(dāng)磁場(chǎng)施加在磁電阻元件上時(shí)，電阻的值會(huì)發(fā)生變化，通過(guò)測(cè)量這個(gè)變化可以確定磁場(chǎng)的強(qiáng)度和方向。

此外，還有一些其他類型的磁敏傳感器，例如磁感應(yīng)傳感器、磁強(qiáng)計(jì)等。這些傳感器使用不同的原理來(lái)測(cè)量磁場(chǎng)，但其基本目的都是相同的。

磁敏傳感器的應(yīng)用非常廣泛。在工業(yè)領(lǐng)域，它們常用于檢測(cè)和測(cè)量旋轉(zhuǎn)物體的位置、速度和方向，例如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速傳感器。在汽車工業(yè)中，磁敏傳感器還可以用于車輛的車速、方向盤角度等參數(shù)的檢測(cè)。在醫(yī)療設(shè)備中，磁敏傳感器可以用于檢測(cè)人體內(nèi)部的磁場(chǎng)，例如心臟磁場(chǎng)的檢測(cè)。

總之，磁敏傳感器是一種用于檢測(cè)和測(cè)量磁場(chǎng)的設(shè)備，利用磁場(chǎng)對(duì)物理特性的影響來(lái)確定磁場(chǎng)的存在、強(qiáng)度和方向。它們?cè)诟鞣N不同的領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用，為我們提供了便捷和精確的磁場(chǎng)測(cè)量方法。

3、門磁傳感器功能和原理

門磁傳感器分為有線門磁傳感器和無(wú)線門磁傳感器，具體功能和工作原理介紹如下：

1、有線門磁傳感器的功能和工作原理

在智能家居門禁系統(tǒng)中門磁開(kāi)關(guān)的作用是負(fù)責(zé)門磁通電否，通電帶磁（閉門），斷電消磁（開(kāi)門），門磁安裝于門與門套上，開(kāi)關(guān)安裝于屋內(nèi)，配合自動(dòng)閉門器使用，一般可承受150公斤的拉力。

有線門磁為嵌入式安裝更加隱蔽，感應(yīng)門窗的開(kāi)合，適用于木質(zhì)或鋁合金門窗發(fā)出有線常閉／常開(kāi)開(kāi)關(guān)信號(hào)。門磁是用來(lái)探測(cè)門、窗、抽屜等是否被非法打開(kāi)或移動(dòng)。它由無(wú)線發(fā)射器和磁塊兩部分組成。門磁系統(tǒng)其實(shí)和床磁等原理相同。這里主要以門磁為例。

2、無(wú)線門磁傳感器的功能和工作原理

線門磁傳感器用來(lái)監(jiān)控門的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，當(dāng)門不管何種原因被打開(kāi)后，無(wú)線門磁傳感器立即發(fā)射特定的無(wú)線電波，遠(yuǎn)距離向主機(jī)報(bào)警。

無(wú)線門磁是由無(wú)線發(fā)射模塊和磁塊兩部份組成，在無(wú)線發(fā)射模塊有兩個(gè)箭頭處有一個(gè)“鋼簧管”的元器件，當(dāng)磁體與鋼簧管的距離在1.5厘米內(nèi)時(shí)，鋼簧管處于斷開(kāi)狀態(tài)。當(dāng)兩者距離超過(guò)1.5厘米時(shí)，鋼簧管就會(huì)閉合，造成短路，警指示燈亮的同時(shí)向主機(jī)發(fā)射報(bào)警信號(hào)。

門磁系統(tǒng)在實(shí)際生活當(dāng)中的應(yīng)用

這是市面上常見(jiàn)的一款暗裝式門磁，不帶電線的一端內(nèi)藏磁鐵，帶電線的低端內(nèi)部藏有干簧管等元器件，當(dāng)磁鐵接近時(shí)，電線輸出閉合信號(hào)，當(dāng)磁鐵遠(yuǎn)離時(shí)，兩條電線輸出開(kāi)路信號(hào)。

不帶電線的一端裝在門的頂部，帶電線的一端裝在門框上。門關(guān)好時(shí)，兩端正好重疊接近。市面上還有一些門磁是方形的，適用于明裝場(chǎng)合，用于門窗上。

4、手機(jī)地磁感應(yīng)器是什么

有磁力感應(yīng)手機(jī)會(huì)有指南針功能。

磁力傳感器：用來(lái)測(cè)試磁場(chǎng)強(qiáng)度和方向的，磁力計(jì)的原理就是中學(xué)物理中涉及到的那個(gè)最簡(jiǎn)單的指南針了（那記得那根被磁化的鋼針么）。磁力計(jì)的強(qiáng)項(xiàng)在于定位設(shè)備的方位，可以測(cè)量出當(dāng)前設(shè)備與東南西北四個(gè)方向上的夾角。

地磁傳感器的功能是相當(dāng)強(qiáng)大的：當(dāng)駕駛員把車輛停在車位上，地磁傳感器能自動(dòng)感應(yīng)車輛的到來(lái)并開(kāi)始計(jì)時(shí)；待車輛要離開(kāi)時(shí)，傳感器會(huì)自動(dòng)把停車時(shí)間傳送到中繼站進(jìn)行計(jì)費(fèi)。因此，解決停車收費(fèi)效率低下，曾經(jīng)是地磁傳感器的優(yōu)勢(shì)之一。

停車場(chǎng)路邊豎立著3個(gè)類似天線的裝置來(lái)接收、傳導(dǎo)傳感器的信息，據(jù)介紹，這3個(gè)感應(yīng)裝置能夠覆蓋整個(gè)停車點(diǎn)的占地區(qū)域。美國(guó)PNI磁傳感器就是應(yīng)用在停車場(chǎng)里的一個(gè)磁傳感器。

現(xiàn)在，隨著磁傳感器的的發(fā)展，越來(lái)越多的領(lǐng)域用到磁傳感器了。從防、航空航天到國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門，從醫(yī)療衛(wèi)生到類日常生活的諸多方面，都用到了這種磁傳感器。