智芯文库 解锁你不知道的磁性传感器新用途

磁性传感器是将各种磁场及其变化的量转变成电信号输出的装置。我们可以人工设置永久磁体，利用其产生的磁场作为各种信息的载体，从而让磁性传感器承担起集探测、存储、转换、复现和监控各种磁场及磁场中信息的任务。在当今的信息社会中，磁性传感器已然成为信息技术和信息产业中不可或缺的基石元件。目前，人们已研制出利用各种物理、化学和生物效应的磁性传感器，并在科研、生产和社会生活的各个方面得到了广泛的运用。

磁性传感器的分类及简介

今天小编将主要介绍霍尔元件、各向异性磁阻AMR元件、巨磁电阻GMR元件及隧道磁电阻TMR元件这4种磁性传感器，并简要探讨他们的应用。

霍尔传感器

霍尔传感器，顾名思义，是依据霍尔效应 来制作的。霍尔效应是研究半导体材料性能的基本方法，通过霍尔效应实验测定的霍尔系数，能够判断半导体材料的导电类型、载流子浓度及载流子迁移率等重要参数。霍尔传感器分为线性型霍尔传感器和开关型霍尔传感器。

1.线性型霍尔传感器由霍尔元件、线性放大器和射极跟随器组成，输出模拟量。

2.开关型霍尔传感器由稳压器、霍尔元件、差分放大器、斯密特触发器和输出级组成，输出数字量。

根据霍尔效应用半导体材料制成的元件叫霍尔元件。它具有对磁场敏感、结构简单、体积小、频率响应宽、输出电压变化大和使用寿命长等优点。因此，在测量、自动化、计算机和信息技术等领域得到广泛的应用。

各向异性磁阻AMR

磁阻传感器，同理，是利用磁阻效应 制成的。1857年，Thomson发现了各向异性磁阻效应。各向异性磁阻效应(即AMR)是指，当外部磁场与磁体内建磁场方向成零度角时, 电阻不随外加磁场变化而改变；但当外部磁场与磁体的内建磁场有角度的时候, 磁体内部磁化矢量偏移，薄膜电阻降低的一种现象。

AMR在感测地磁场范围内的弱磁场测量方面见长，常被制成转速传感器、接近开关、隔离开关。以及导航系统中的罗盘，计算机的磁盘驱动器，各种磁卡机、旋转位置传感、钻井定向等。

巨磁电阻GMR

巨磁阻效应，是指磁性材料的电阻率在有外磁场作用时比在无外磁场作用时存在巨大变化的现象。巨磁阻产生于层状的磁性薄膜结构 ，这种结构由铁磁材料和非铁磁材料薄层交替叠合而成。当铁磁层的磁矩相互平行时，载流子与自旋有关的散射最小，材料的电阻也最小。当铁磁层的磁矩为反平行时，与自旋有关的散射最强，此时材料的电阻最大。

基于巨磁阻效应研发出了极度灵敏的磁头，可以清晰读出较弱的磁信号并转换成清晰的电流变化，而这种磁头的出现引发了硬盘的"大容量、小型化"革命。同时巨磁电阻还可用于MRAM、角度或位置传感器、电流传感器、生物检测以及军事领域等方面。

隧道磁电阻TMR

TMR元件是近年来开始工业应用的新型磁电阻效应传感器，其利用的是磁性多层膜材料的隧道磁电阻效应对磁场进行感应，比AMR元件和GMR元件具有更大的电阻变化率。

目前，AMR传感器早已大规模应用，GMR传感器正快速发展。TMR传感技术最开始是应用于硬盘驱动器读出磁头，大幅提高了硬盘驱动器的记录密度。TMR集AMR的高灵敏度和GMR的宽动态范围于一体，因而在各类磁传感器技术中，TMR磁性传感器具有无可比拟的技术优势。因此，TMR传感器可广泛应用于工业控制、金融器具、生物医疗、消费电子、汽车领域等方面。

磁性传感器的应用

1、汽车工业

磁性传感器在汽车中的应用主要是车速、倾角、角度、距离、接近、位置等参数检测，以及导航、定位等方面的应用。在节能降耗中，尤其是目前减少点滴碳排放或其它污染物的情况下，马达会成为重中之重，马达将从存在摩擦力的“一刻不停”的滑轮系统向电子马达转变，后者可以按需控制。并且，电子马达会向效率更高和更加可靠的有刷DC马达转变，磁性传感器的作用就体现在让马达控制或换向更加精确。

2、工业应用

在其它工业应用方面，磁性传感器可用于电脑服务器等机器的不间断电源、焊接系统。在大型变频电机等电流较高的应用中，开环与闭环霍尔传感器可以在一个小型封装中使用霍尔效应IC，也可以在封装中包含一个专用集成电路来提高集成度。霍尔IC也适用于工业变频器控制的应用之中。除了电流传感器，独立霍尔效应IC或磁阻传感器开关也存在电机整流来降低纹波和改善性能，或用于位置测量等应用。

3、医疗应用

磁性传感器在医疗领域中的应用，尽管规模要小于工业领域，但却能够在很多场合辅助病人护理和监控：救护车，医院和家庭护理等。无论是在手术过程中，重症监护室，还是在普通的家庭护理方面，都可以提供有效的方式以控制运动、气流、探测血压等挽救生命或提高生命质量。不过，磁性传感器还是主要用于换向传感器的医疗设备之中的电机控制，类似呼吸机、输液、胰岛素和肾脏透析机等方面。

4、消费电子

磁性传感器在消费电子中的应用也十分广泛。例如手机、笔记本电脑、电子罗盘等方面。MEMS传感器和磁性传感器在电子罗盘中的应用互相促进，可以使导航产品更加精准，而这会在导航市场成为一个亮点。如果把陀螺仪、加速度和磁性传感器三种传感器集成在一起，三者在功能上互相辅助，则构成了功能更强大的惯性导航产品。

5、航天军工

高灵敏度和低磁场的传感器是航空、航天及卫星通信技术上非常重要的材料。随着军事工业中吸波技术的发展，军事物件可通过覆盖一层吸波材料而瞒天过海，但无论如何这些物件都会产生磁场，因此通过GMR磁场传感器就可以把这些隐蔽的物体找出来。GMR磁场传感器还可以应用在卫星上，用来探测地球表面上的物体和底下的矿藏分布。而电子罗盘主要用于武器/导弹导航，航海和航空的高性能导航设备中功不可没。

免责声明：文章内容系作者个人观点，本平台转载仅供学习交流，如果有任何异议，欢迎联系国际第三代半导体众联空间。

更多精彩内容，敬请关注：微信公众号 casazlkj

光电传感器有哪些应用？光电传感器的应用实例大全

光电传感器具有精度高、响应速度快、非接触等优点。应用范围非常广泛，光电传感器的工作原理基于光电效应。光电效应是指光照射在某些物质上时，物质的电子吸收光子的能量而发生了相应的电效应现象。关于光电效应介绍请移步F&C嘉准传感科技。近年来，随着光电技术的发展，光电传感器已繁衍出一系列产品，其品种和产量也在不断增加，并被广泛应用于各种工业自动化设备及日常生活中。下面为大家介绍下光电传感器有哪些工业及生活应用实例。

光电传感器在点钞机中计数作用

点钞机中必不可少的组成之一就是光电传感器。点钞机的计数器采用非接触式红外光电检测技术，具有结构简单、精度高和响应速度快等优点。

点钞机的计数器采用两组红外光电传感器。每一个传感器由一个红外发光二极管和一个接收红外光的光敏三极管组成，两者之间留有适当距离。

当无钞票通过时，接收管受光照而导通，输出为0。当有钞票通过瞬间，挡住红外光，接收管光通量不足，输出为1。钞票通过后，接收管又接收到红外光导通。这样就在该部分电路输出端产生一个脉冲信号，这些信号经后续电路整形放大后输入单片机，单片机驱动执行电机，并相应完成计数和显示。点钞机之所以采用两组光电传感器，是为了检测纸币的完整性，避免残币被计入。

通过光电传感器来检测钞票的计数情况进而实现钞票数目的累计，最后用液晶及外部显示部分直观地将钞票数显示给用户，并且在出现异常时可自动向用户报警。

光电传感器在条形码扫描笔应用

当扫描笔头在条形码上移动时，若遇到黑色线条，发光二极管的光线将被黑线吸收，光敏三极管接收不到反射光，呈高阻抗，处于截止状态。当遇到白色间隔时，发光二极管所发出的光线，被反射到光敏三极管的基极，光敏三极管产生光电流而导通。整个条形码被扫描过之后，光敏三极管将条形码变形一个个电脉冲信号，该信号经放大、整形后便形成脉冲列，再经计算机处理，完成对条形码信息的识别。

光电传感器在光电式烟雾报警器应用

没有烟雾时，发光二极管发出的光线直线传播，光电三极管没有接收信号。没有输出，有烟雾时，发光二极管发出的光线被烟雾颗粒折射，使三极管接受到光线，有信号输出，发出报警。

光电传感器在测量转速应用

在电动机的旋转轴上涂上黑白两种颜色，转动时，反射光与不反射光交替出现，光电传感器相应地间断接收光的反射信号，并输出间断的电信号，再经放大器及整形电路放大整形输出方波信号，最后由电子数字显示器输出电机的转速。

光电传感器在产品计数器应用

产品在传送带上运行时，不断地遮挡光源到光电传感器的光路，使光电脉冲电路产生一个个电脉冲信号。产品每遮光一次，光电传感器电路便产生一个脉冲信号，因此，输出的脉冲数即代表产品的数目，该脉冲经计数电路计数并由显示电路显示出来。

光电传感器在光电检测和自动控制应用

光电池作为光电探测使用时，其基本原理与光敏二极管相同，但它们的基本结构和制造工艺不完全相同。由于光电池工作时不需要外加电压；光电转换效率高，光谱范围宽，频率特性好，噪声低等，它已广泛地用于光电读出、光电耦合、光栅测距、激光准直、电影还音、紫外光监视器和燃气轮机的熄火保护装置等。

光电传感器在激光武器应用

由于光电传感器对红外辐射，或可见光，或对二者都特别灵敏，因而就更加容易成为激光攻击的目标。此外，电子系统及传感器本身还极易受到激光产生的热噪声和电磁噪声的干扰而无法正常工作。战场上的激光武器攻击光电传感器的方式主要有以下几种：用适当能量的激光束将传感器“致盲”，使其无法探测或继续跟踪已经探测到的目标。或者，如果传感器正在导引武器飞向目标，则致盲将使其失去目标。综上所述，由于传感器在战场上发挥的作用越来越重要，同时又很容易遭受激光攻击，它们已成为低能激光武器的首选目标。

光电传感器在烟尘浊度监测仪应用

防止工业烟尘和粉尘污染是环境保护的重要任务之一。为了消除工业烟尘和粉尘污染，必须首先了解粉尘的排放，因此有必要对粉尘源进行监测，自动显示和超标排放。烟气浊度是用来检测通过在烟道中的光的传输过程中的变化。如果烟道浊度增加，由光源发出的光增加了烟尘颗粒的吸收和折射，光探测器达到光检测器的光，光检测器的输出信号的强度可以反映烟道浊度的变化。

光电传感器其他方面的应用

利用光电开关还可以进行产品流水线上的产量统计、对装配件是否到位及装配质量进行检测，例如灌装时瓶盖是否压上、商标是否漏贴，以及送料机构是否断料等。

此外，利用反射式光电传感器可以检测布料的有无和宽度。利用遮挡式光电传感器检测布料的下垂度，其结果可用于调整布料在传送中的张力，利用安装在框架上的反射式光电传感器可以发现漏装产品的空箱，并利用油缸将空箱推出。

本篇文章部分内容来源于网络，如侵则删！

相关问答

磁电式传感器是在磁芯上绕线圈,和转动的有铁磁性齿抡或轮盘配合,一般情况下测转数.在转动的车轮上装有带齿的轮盘,和磁电式传感器配合好后,每过一齿,就出一脉...

互感式传感器的工作原理是利用电磁感应中的互感现象,将被测位移量转换成线圈互感的变化。由于常采用两个次级线圈组成差动式,故又称差动变压器式传感器。互感...

磁电式传感器的工作原理是基于电磁感应定律,它的输出电动势信号和切割磁力线的速度成正比,常做成测量速度的传感器,所以也称速度传感器。只要在测量电路中加上...

磁阻传感器是基于磁阻效应工作原理,其核心部分采用一片特殊金属材料,其电阻值随外界磁场的变化而变化,通过外界磁场的变化来测量物体的变化或状况。磁阻传感器...

磁电式转速传感器的工作原理磁电式转速传感器是以磁电感应为基本原理来实现转速测量的。磁电式转速传感器由铁芯、磁钢、感应线圈等部件组成的,测量对象转动...

手机中的传感器是指手机上的那些能够通过芯片来感应的元器件。手机上有重力传感器、加速器传感器、距离传感器、光线传感器,分别如下介绍:1、重力传感器:透过...

磁电式传感器与霍尔式传感器的原理磁电式传感器磁电式传感器是利用永磁体和线圈的相对运动,根据电磁感应定律,线圈产生电流,将被测体机械能转换成电信号。...

(1)作用:输出轴转速传感器位于差速器处的变速器壳体上,用于感知变速器的输出轴转速。此信号不作为车辆速度信号使用,车辆速度信号来自于轮速传感器。(2)故障...

用非接触式光电测量转速的传感器非接触式的转速传感器有光电式(分为直射式,反射式)、磁电式、电涡流式、电容式、霍尔转数传感器等。传感器种类繁多,分类...

优点是获取信息准确,体积小,测量范围广,精度高,缺点是易受磁场干扰磁电式测速传感器基于电磁感应原理,利用线圈切割磁力线产生感应电动势,优点是对环境要...