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IFM磁性傳感器使用原理和使用技術:
磁傳感器廣泛用于現(xiàn)代工業(yè)和電子產品中以感應磁場強度來測量電流、位置、方向等物理參數(shù)。在現(xiàn)有技術中,有許多不同類型的傳感器用于測量磁場和其他參數(shù)。
例如采用霍爾(Hall)元件,各向異性磁電阻(Anisotropic Magnetoresistance, AMR)元件或巨磁電阻(Giant Magnetoresistance, GMR)元件為敏感元件的磁傳感器。TMR(Tunnel MagnetoResistance)元件是近年來開始工業(yè)應用的新型磁電阻效應傳感器,其利用的是磁性多層膜材料的隧道磁電阻效應對磁場進行感應,比之前所發(fā)現(xiàn)并實際應用的AMR元件和GMR元件具有更大的電阻變化率。我們通常也用磁隧道結(Magnetic Tunnel Junction, MTJ)來代指TMR元件,MTJ元件相對于霍爾元件具有更好的溫度穩(wěn)定性,更高的靈敏度,更低的功耗,更好的線性度,不需要額外的聚磁環(huán)結構;相對于AMR元件具有更好的溫度穩(wěn)定性,更高的靈敏度,更寬的線性范圍,不需要額外的set/reset線圈結構;相對于GMR元件具有更好的溫度穩(wěn)定性,更高的靈敏度,更低的功耗,更寬的線性范圍
電氣數(shù)據(jù)
工作電壓 [V] 10...36 DC; (符合cULus - Class 2標準)
防護等級 III
反相保護 是
輸出
輸出功能 2 x 常閉,1 x 常開
開關量輸出DC電壓降zui大值 [V] 5.4
zui小的負載電流 [mA] 2
漏電流zui大值 [mA] 0.5
開關量輸出DC的持續(xù)電流負載 [mA] 80
開關頻率DC [Hz] 0.5
短路保護 是
短路保護類型 脈沖
過載保護 是
監(jiān)控范圍
測量范圍 [mm] 62...137
精度/偏差
遲滯 [mm] 0.5
工作條件
環(huán)境溫度 [°C] -40...70
外殼防護等級 IP 20; IP 67; (活塞側面: IP 20; 接插件側面: IP 67)
認證/測試
EMC電磁兼容
EN 61000-4-2 ESD 4 kV CD / 8 kV AD
EN 61000-4-3 HF電磁場輻射 3 V/m
EN 61000-4-4 Burst 2 kV
EN 61000-4-6 射頻場感應的傳導抗擾度 10 V
EN 55011 發(fā)射 等級B
IEC 60255-5 4 kV 線對線,Ri: 500Ohm
機械技術數(shù)據(jù)
重量 [g] 0.001
尺寸 [mm] Ø 40 / L = 120
原材料 黃銅 白青銅-鍍層; 接插件外殼: PA; 活塞: 特種鋼
擰緊扭矩 [Nm] < 20
顯示器/操作件
顯示
開關狀態(tài) 4 x 90° LED, 黃色 OUT 1
開關狀態(tài) 4 x 90° LED, 紅色 OUT 3
注釋
注釋
出廠狀態(tài): 所有輸出 / LED燈關閉/閃爍
說明 符合客戶特殊要求的型號標示
包裝單位 1 件數(shù)
電氣連接 - 插頭
接口 接插件: 1 x M12; 觸頭: 鍍金的
產品 感應距離 輸出功能 輸出 尺寸 連接方式
MGS206 70 mm 常閉 DC PNP M18 x 1 / L = 60 mm 接插件
MGS204 70 mm 常開 DC PNP M18 x 1 / L = 60 mm 接插件
MGS205 70 mm 常開 DC NPN M18 x 1 / L = 60 mm 接插件
MFS211 60 mm 常開 DC PNP M12 x 1 / L = 60 mm 接插件
MFS210 60 mm 常閉 DC PNP M12 x 1 / L = 60 mm 接插件
MFS209 60 mm 常開 DC NPN M12 x 1 / L = 60 mm 接插件
MGT203 70 mm 常開 DC PNP M18 x 1 / L = 60 mm 接插件
MFT202 60 mm 常開 DC PNP M12 x 1 / L = 60 mm 接插件
MFT204 60 mm 常開 DC PNP Ø 12 / L = 60 mm 接插件
IFM磁性傳感器使用原理和使用技術發(fā)展趨勢編輯:
磁傳感器未來的發(fā)展趨勢有以下幾種特點:
1、高靈敏度。被檢測信號的強度越來越弱,這就需要磁性傳感器靈敏度得到極大提高。應用方面包括電流傳感器、角度傳感器、齒輪傳感器、太空環(huán)境測量。
2、溫度穩(wěn)定性。更多的應用領域要求傳感器的工作環(huán)境越來越嚴酷,這就要求磁傳感器必須具有很好的溫度穩(wěn)定性,行業(yè)應用包括汽車電子行業(yè)。
3、抗干擾性。很多領域里傳感器的使用環(huán)境沒有任何屏蔽,就要求傳感器本身具有很好的抗干擾性。包括汽車電子、水表等等。
4、小型化、集成化、智能。要想做到以上需求,這就需要芯片級的集成,模塊級集成,產品級集成。
5、高頻特性。隨著應用領域的推廣,要求傳感器的工作頻率越來越高,應用領域包括水表、汽車電子行業(yè)、信息記錄行業(yè)。
6、低功耗。很多領域要求傳感器本身的功耗極低,得以延長傳感器的使用壽命。應用在植入身體內磁性生物芯片,指南針等等。
磁傳感器的應用與市場編輯
磁傳感器的應用十分廣泛,已在國民經濟、國防建設、科學技術、醫(yī)療衛(wèi)生等領域都發(fā)揮著重要作用,成為現(xiàn)代傳感器產業(yè)的一個主要分支。在傳統(tǒng)產業(yè)應用和改造、資源探查及綜合利用、環(huán)境保護、生物工程、交通智能化管制等各個方面,它們發(fā)揮著愈來愈重要的作用。下面就一些重要方面的應用作一論述。
磁傳感器的產業(yè)應用
磁傳感器已經在許多領域獲得了產業(yè)性的應用,每年所需用的磁傳感器的總數(shù)量以數(shù)十億計。
1.1 電機工業(yè)
無刷電動機具有體積小、重量輕、效率高、調速方便、維護少、壽命長、不產生電磁干擾等一系列優(yōu)點,年需求量數(shù)以億計。
在無刷電動機中,用磁傳感器來作轉子磁極位置傳感和定子電樞電流換向器。許多磁傳感器,霍爾器件、威根德器件、磁阻器件等都可以使用,但大量使用的,主要是霍爾器件。
電機的轉速檢測和控制使用了的旋轉編碼器,過去多用光編碼器。磁編碼器的使用顯示出越來越多的優(yōu)點,正在逐漸取代光學器件。使用磁傳感器還可以對電機進行過載保護(主要用霍爾電流傳感器)及轉矩檢測。
1.2 電力電子技術
電力電子表技術是電力技術和電子技術的結合,可實現(xiàn)交直流電流的相互變換,并可在所需的范圍內實現(xiàn)電流、電壓和頻率的自由調節(jié)。采用這些技術和產品,可做成各種特殊電源(如UPS、高頻電源、開關電源、弧焊機逆變電源等)和交流變頻器等產品(交流變頻器用于電機調速,節(jié)能效果*)。這些變流裝置的核心,是大功率半導體器件。以磁傳感器為基礎的各種電流傳感器被用來監(jiān)測、控制和保護這些大功率器件?;魻栯娏鱾鞲衅黜憫俣瓤欤乙揽看艌龊捅豢仉娐否詈?,不接入主電路,因而功耗低,抗過載能力強,線性好,可靠性高,既可作為大功率器件的過流保護驅動器,又可作為反饋器件,成為自控環(huán)路的一個控制環(huán)節(jié)。使用變流技術可以大量節(jié)能,國外使用的電能95%是經過變換來的,國內變流技術雖已受到高度重視,但僅有5%的電能經過這種變換,可見具有巨大的應用前景。其中,可能吸納大量的電流傳感器,是磁傳感器的又一巨大的產業(yè)性應用領域。
1.3 能源管理
電網的自動檢測系統(tǒng)需采集大量的數(shù)據(jù),經計算機處理之后,對電網的運行狀況實施監(jiān)控,并進行負載的分配調節(jié)和安全保護。自動監(jiān)控系統(tǒng)的各個控制環(huán)節(jié),都可用以磁傳感器為基礎的電流傳感器、互感器等來實現(xiàn)?;魻栯娏鱾鞲衅饕阎鸩皆陔娋W系統(tǒng)中得到應用。用霍爾器件作成的電度表已從研制逐步轉向實用化,它們可自動計費并可顯示功率因數(shù),以便隨時進行調整,保證用電。
1.4 計算機技術與信息讀寫磁頭
磁信息記錄裝置除磁帶、磁盤等之外,還有磁卡、磁墨水記錄帳冊、磁記錄等,對磁信息存儲和讀出傳感器有巨大需求。感應磁頭,薄膜磁阻磁頭,非晶磁頭等都獲得了大量的使用。隨著記錄密度的提高,例如高到100G字節(jié),需要更高靈敏度和空間分辨力的磁頭。以多層金屬薄膜為基礎的巨磁阻磁頭、用非晶合金絲制作的非晶合金磁頭、巨磁阻抗磁頭等正展開激烈的競爭。
1.5 汽車工業(yè)
在汽車中,使用大量的電機(汽車每輛約需40~60臺電機,一般汽車中也有15臺,這些電機呈現(xiàn)出無刷化趨勢),其中使用磁傳感器的數(shù)量之大,不言而喻;另一個大量使用磁傳感器的是汽車的ABS系統(tǒng)(防抱制動系統(tǒng)),平均每臺汽車要使用4~6只速度傳感器,使用的主要是感應式速度傳感器。正在逐步推廣的新型的霍爾齒輪傳感器,以及威氏器件、非晶器件、磁阻器件等即將進入這一領域。
另外是汽車發(fā)動機系統(tǒng)點火定時用的速度傳感器及點火器。這些方面也主要使用感應傳感器?;魻桚X輪傳感器和霍爾片開關已經在一些車型中使用。據(jù)霍尼威爾公司報導,截止1996年6月,他們已向汽車工業(yè)供應了8000萬只霍爾翼片開關和300萬只霍爾齒輪速度傳感器。據(jù)預測,未來在一輛汽車中,將采用30多只象霍爾傳感器那樣的磁傳感器。
還有在工業(yè)自動控制、機器人、辦公自動化、家用電器及各種安全系統(tǒng)等領域,除大量使用無刷直流電機,交流變頻器等之外,在電冰箱、空調器、電飯煲等裝置中,使用了大量的磁性溫度控制器,上世紀80年代中期已經超過數(shù)億只。