广告

您的位置 首页 数字

磁传感器在IoT领域中的使用

今天小编给大家推荐一遍不错的文章,希望可以给大家有所帮助。无线技术的进步导致了低成本、低功耗、SoC

今日小编给咱们引荐一遍不错的文章,期望能够给咱们有所协助。

无线技能的前进导致了低本钱、低功耗、SoC(芯片上的体系)支撑——支撑很多的无线协议,如蓝牙,Zigbee, Z-Wave和ANT+。有了这些SoC,开发人员能够环绕家庭、企业、工厂和环境规划设备——以及设备或植入人体和动物体内的设备——这些设备能够经过互联网感知环境和沟通。这些设备一般被称为物联网(IoT)设备。这类物联网设备中常用的三种磁传感器是TMR(隧穿磁阻传感器)、裸簧开关和霍尔传感器。设备规划者在了解这三种传感器的特色后,能够依据实际状况挑选最优计划。 

磁性传感器在物联网设备中扮演着重要的人物,让咱们来看看一些比如。近间隔感应是磁传感器十分遍及的运用。典型的比如是一般在家庭安全体系中设备的门窗传感器(图一),传感器设备在门或窗边框或外壳上,一个磁性设备设备在接近传感器的门或窗扇上。当门或窗翻开时,传感器检测到磁场和无线通讯的状况以到达安全体系的要求。

 

143132191
图一:家庭安全体系

 磁性传感器也能够用来核算车轮和外表的滚动。在工厂设备中,丈量液体流量的流量计,如图二所示,一般选用磁传感器来感应推动器的滚动。在自行车上,磁传感器核算车轮和曲轴的滚动。磁性传感器也能够用来丈量液位运用磁性浮子和一系列传感器,能够“感知”浮子跟着液位的移动。一切这些运用程序都运用固定表面上的磁性传感器,并与邻近表面上相关于传感器移动的磁铁一同作业。

 

143132471
图二: 磁传感器在计量中的运用

一般状况物联网设备需求一个形式挑选拨盘或面板,答使用户手动挑选恰当的形式或电平设置。传统的完成办法是运用机电触点,当拨号盘旋转时开关触点。可是,跟着时刻的推移,电气工程师们现已发现,机电触点简略失效。能够用一种非触摸式规划来代替,这种规划在每个形式方位运用磁性传感器,并运用一块磁铁旋转来激活传感器。 

最终,一个越来越遍及的磁传感器运用是触发“通电”功用。特别是关于密封的、小电池驱动的物联网设备,规划者需求一种办法来坚持设备处于“断电”或“休眠”形式,直到运用者开始运用设备。很好的比如是可穿戴式接连血糖仪,用于丈量和传达身体血糖水平给患者、医师和胰岛素泵(图三)。

143132971

 

图三:可穿戴式接连血糖仪 

机械开关和电池的“标签”能够使设备断电,可是当设备处于恶劣环境中,会对设备形成影响。一种较好的办法是在密封设备内部运用磁性传感器,并在设备外部加上一个小磁铁,一般嵌入在设备的维护包装中。这样,当设备从包中取出时,也就意味着设备远离磁场,此刻传感器输出改动,凹凸电平的转化即可让电路从“关断”到“翻开”设备。这种办法不只节省了电池的电量,它还为用户供给“即时”或“开箱即用的体会”。 

一切这些磁性传感器功用的重要考虑要素包含功率耗费、灵敏度、输出呼应选项、尺度、可靠性和本钱。几种常见的磁性传感器选项,每种都有其在物联网设备方面的优缺陷。

 干簧管 

最简略的磁性传感器是干簧管。簧片开关是由两个黑色金属“簧片”组成的机电设备把它拉到导线上,用玻璃管包起来。磁场将两个簧片拉在一同闭合电路。簧片开关一般用于各种物联网设备,最有目共睹用于安全体系、外表和植入式医疗设备的门窗传感器。簧片开关最大的长处是它们是零功耗的无源器材。簧片开关还具有简略、廉价、灵敏度规模有限的长处。可是,簧片开关有几个重要的约束。簧片开关的约束条件之一是尺度。最常见的簧片开关长度为10mm,这关于一些物联网设备来说是能够承受的,但关于许多需求传感器尺度小于1mm平方规模的可穿戴和可植入设备来说就不太适宜了。更小的簧片开关是可用的,(低至5mm长度),但它们十分贵重,很难取得。簧片开关也可能有较差的可靠性,因为其机械性质和固有的脆性玻璃管规划。过模制的簧片开关经过维护玻璃管和管外导线周围的密封提高了可靠性,但这增加了本钱,也增加了尺度。 

霍尔效应传感器 

另一种饱尝住了时刻检测的磁传感器是霍尔效应传感器。霍尔效应是在导体上发生的电压差(霍尔电压),它与导体中的电流和垂直于电流的外加磁场是横向的。霍尔效应传感器是一种固态CMOS技能,具有体积小、可靠性高、本钱低一级长处。霍尔传感器最大的缺陷是它们的电流耗费。大多数霍尔效应传感器的电流超越几微安,这对许多电池驱动的物联网设备来说是一个问题。 

磁阻传感器 

最终一类磁传感器是磁阻传感器。根据导体的电阻在磁场中会发生变化的原理,不同的磁阻技能被开展成为磁阻传感器的根底。尽管一切这些传感器都具有固态集成电路、体积小、本钱低和可靠性高的长处,但隧穿磁阻传感器供给了最高灵敏度和最低功耗的组合。TMR传感器的功耗低至200nA。此外,TMR传感器是一切MR传感器中最灵敏的,相当于最灵敏的簧片开关的灵敏度。高灵敏度的传感器能够运用更小、更廉价的磁铁或更长的激活间隔。表一总结了簧片开关、霍尔传感器和TMR传感器的相对优缺陷。在功耗、开关频率、可靠性、灵敏度、尺度、抗噪性和本钱等方面,TMR传感器都超越了其他磁敏技能。

 表一: 干簧管/HALL/TMR传感器比较

 

            143132631
           

 

一旦为您的需求挑选了最佳的传感器技能,依然需求决议哪些传感器输出、传感器极性呼应、传感频率和磁灵敏度合适您的运用。接下来是规划磁性子体系的应战。(确认传感器的方向,磁铁的方位,以及磁铁的尺度和类型,以满意操作要求和约束本钱)。大多数电气和机械产品规划工程师没有经验、常识或东西来正确规划和验证磁敏规划。在这种状况下,这些物联网设备规划者应该挑选磁传感器供货商,他们供给专门的运用工程支撑、常识和东西来协助进行磁感规划进程。 

“物联网”可能是一个职业流行语,但它是一个实在的趋势,正影响着咱们国际各地的许多不同运用程序。尽管磁性传感器供给了支撑物联网国际中改动日子的设备的技能,但设备规划师有必要了解不同类型的优点,以便为他们的规划挑选正确的解决计划。 

Coto技能是全球小信号转化产品的商场领导者,产品运用于自动化测验设备、数据收集、仪器外表、工艺流程操控、电信、医疗和安全商场。为客户供给高品质、立异的才能而遭到认可小信号开关产品。Coto产品有干簧管,继电器(固态继电器和水银继电器)和TMR sensor(地道磁电阻),Coto的继电器(Relay)产品在ATE(Automated Test Equipment)领域中的出货量在全球排名榜首。 

成都迈极芯科技有限公司(www.magic-chips.com)是Coto Technology我国区署理,主营业务包含:推行Coto全系列产品;根据FPGA(Xilinx或国产FPGA)的中心板规划开发,包含根据客户需求的定制化;

声明:本文内容来自网络转载或用户投稿,文章版权归原作者和原出处所有。文中观点,不代表本站立场。若有侵权请联系本站删除(kf@86ic.com)https://www.86ic.net/zhishi/shuzi/44589.html

广告

为您推荐

联系我们

联系我们

在线咨询: QQ交谈

邮箱: kf@86ic.com

关注微信
微信扫一扫关注我们

微信扫一扫关注我们

返回顶部