Littelfuse-Hamlin發(fā)布兩款新型非接觸式磁性傳感器
干簧傳感器簡介
干簧開關(guān)是任一干簧傳感器中的主要組件,因此,了解干簧開關(guān)的特性與性能對于了解干簧傳感器非常重要。
將干簧開關(guān)植入傳感器膜盒內(nèi)時(shí),需謹(jǐn)記若干注意事項(xiàng),例如機(jī)械震動(dòng)對干簧開關(guān)造成損壞,或機(jī)械壓力導(dǎo)致敏感度變化。由于不同機(jī)械震動(dòng),造成的損壞可能表現(xiàn)為密封性受損,靈敏度變化,或玻璃管破裂導(dǎo)致無法使用。幸運(yùn)的是,Hamlin 積累了豐富的干簧傳感器專業(yè)知識(shí),從而得以生產(chǎn)質(zhì)量優(yōu)異且穩(wěn)定可靠的定制式與標(biāo)準(zhǔn)干簧傳感器。
使用干簧傳感器時(shí),也需謹(jǐn)記若干注意事項(xiàng)。由于干簧傳感器是磁傳感器,因此,應(yīng)避免在傳感器附近放置鋼鐵等強(qiáng)磁性材料會(huì)影響其性能。干簧傳感器附近的電機(jī)、變壓器及其他高電流電氣設(shè)備也可能造成不良影響。此外,磁鐵與干簧傳感器在低溫環(huán)境下都會(huì)增強(qiáng)磁性,而在高溫環(huán)境下都會(huì)減弱磁性。磁性隨溫度變化而發(fā)生變化的量,取決于所使用磁鐵及干簧開關(guān)的類型。
Hamlin干簧傳感器有許多類型可供選擇。傳感器外殼可以使用塑料或不銹鋼??墒褂寐萁z安裝或焊接到電路板上??蓪鞲衅鞣胖玫揭粋€(gè)孔內(nèi),并使用螺母(螺紋型傳感器)或固定螺釘或固定夾(圓管式傳感器)固定。電路板的電氣連接可使用集成式接線盒,或通過接線盒、端子、緊固件連接器或鍍錫引線連接電線。除了幫助客戶從我們的各種標(biāo)準(zhǔn)零件中找到最優(yōu)的傳感器解決方案,我們還提供定制式解決方案,包括附加組件,例如電阻器、可控硅或電路板相關(guān)機(jī)件。
將干簧開關(guān)放置在一個(gè)特定的測試線圈內(nèi)可以確定其磁靈敏度。靈敏度的單位是安匝(通常簡稱為AT)。干簧開關(guān)的AT值等于通過測試線圈的電流乘以干簧開關(guān)接點(diǎn)動(dòng)作處的線圈匝數(shù)。不幸的是,不能簡單、精確地將安匝與磁鐵的磁場強(qiáng)度(毫特斯拉(mT)或高斯(G))關(guān)聯(lián)起來,所以通常建議進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測試。
磁鐵相對于干簧開關(guān)的方向是干簧開關(guān)/傳感器設(shè)計(jì)中的另一個(gè)重要的考慮因素。干簧開關(guān)的軸線必須定向成與磁力線平行,以實(shí)現(xiàn)正確的開關(guān)激活。
霍爾傳感器簡介
霍爾傳感器是一種固態(tài)器件,沒有活動(dòng)零件,因此,如果不超越霍爾效應(yīng)電氣負(fù)載額定值及其結(jié)溫,則其實(shí)際運(yùn)行壽命不受限制。
盡管都是磁性近接傳感器,霍爾效應(yīng)傳感器與干簧傳感器在工作方式上存在顯著區(qū)別。干簧傳感器是一種機(jī)械開關(guān),其貴金屬觸點(diǎn)密封在一個(gè)小玻璃管內(nèi)。干簧傳感器有一個(gè)數(shù)字輸出,沒有模擬功能。干簧開關(guān)可通過偏磁來獲得閉鎖版本?;魻栃?yīng)傳感器是一種固態(tài)器件,沒有活動(dòng)零件。Hamlin 使用的霍爾效應(yīng)傳感器有 3 類輸出選項(xiàng):數(shù)字、閉鎖和模擬。每一項(xiàng)技術(shù)都有其優(yōu)點(diǎn)和不足。如果您有以下要求,霍爾效應(yīng)傳感器可能比干簧傳感器更有優(yōu)勢:
• 無限壽命及快速運(yùn)行。例如,如果您有自旋磁應(yīng)用需求,而且循環(huán)率小于 1000 Hz,則干簧傳感器更合適。如果循環(huán)率最多為 10KHz,則霍爾效應(yīng)將可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于十億次的運(yùn)行循環(huán)。相比其他電動(dòng)設(shè)備而言,干簧傳感器的使用壽命通常比較長。對于許多邏輯電平電氣負(fù)載而言,干簧傳感器可以實(shí)現(xiàn)十億次循環(huán)的運(yùn)行。
• 您需要無振動(dòng)開關(guān)。
• 霍爾傳感器是輪齒速度傳感或旋轉(zhuǎn)位置傳感的絕佳選擇。干簧傳感器用作輪齒傳感器時(shí),比較難偏磁及獲得長期的穩(wěn)定性。
干簧傳感器和霍爾傳感器的比較
如果您有以下要求,干簧傳感器可能優(yōu)于霍爾效應(yīng)傳感器:
• 您需要一個(gè)無需電源的兩線器件。
• 您需要防 ESD,而且要求目標(biāo)價(jià)格比較低。
• 特殊干簧傳感器在低電流情況下的有效切換電壓可高達(dá) 240 Vac?;魻柶骷ǔO抻?5 至 24Vd,及小于 50mA
表1 :干簧傳感器和霍爾傳感器比較表
表2 :干簧傳感器和霍爾傳感器與其他傳感技術(shù)比較
圖1:霍爾效應(yīng)傳感器將磁場轉(zhuǎn)換成電壓
霍爾傳感器基本要素:
- 需要固態(tài)材料中的載流子(電流)
- 磁場使載流子偏轉(zhuǎn)
- 偏轉(zhuǎn)被檢測為電壓
- 大多數(shù)霍爾效應(yīng)器件具有單個(gè)磁場感測點(diǎn)。
- 有些器件有多個(gè)感測點(diǎn)
- 大多數(shù)霍爾效應(yīng)器件是硅基IC,具有霍爾板和用于溫度補(bǔ)償、電源、信號處理和EMC的附加電路。
- 最常見的霍爾效應(yīng)器件響應(yīng)磁場強(qiáng)度并具有數(shù)字或模擬輸出。
角度和線性霍爾傳感器操作
圖2:角度和線性霍爾傳感器
大多數(shù)霍爾器件感應(yīng)垂直于IC的磁場強(qiáng)度
– 輸出隨南極磁場降低
– 輸出隨北極磁場增加
圖3 :線性傳感器的現(xiàn)場演示
霍爾角度傳感器測量兩個(gè)或三個(gè)軸的磁場并計(jì)算角度
– 不易受空氣間隙和磁場強(qiáng)度變化的影響
圖4:角度霍爾傳感器的現(xiàn)場演示
Hamlin 55300扁平封裝旋轉(zhuǎn)霍爾傳感器
特性:
- 360℃的角度感測范圍
- 絕對旋轉(zhuǎn)位置感測
- 模擬輸出
- 非接觸式測量
- EMC保護(hù)
優(yōu)點(diǎn):
- 長壽命,無磨損部件
- 高速度
- 不受惡劣環(huán)境的影響
- 緊湊、耐用的封裝
應(yīng)用:
- 絕對旋轉(zhuǎn)編碼
- 踏板位置
- 軸位置
- 桿位置
- 液位感測
- 非接觸式電位器
圖5:示例應(yīng)用 - 洗衣機(jī)滾筒旋轉(zhuǎn)傳感器
Hamlin 55300系列旋轉(zhuǎn)絕對位置傳感器提供從0°至360°的角度測量。這個(gè)單元由一個(gè)遠(yuǎn)程磁鐵激活,允許較大的機(jī)械容差累積。該傳感器的內(nèi)部設(shè)計(jì)采用非接觸式磁性霍爾效應(yīng)技術(shù),可選擇模擬或PWM輸出信號。因此,基于抽頭的產(chǎn)品的性能限制,例如機(jī)械磨損和污染,不會(huì)影響55300系列傳感器。
55300系列封裝設(shè)計(jì)廣泛應(yīng)用于整個(gè)汽車和工業(yè)市場。這些傳感器的工作溫度范圍為-40°至105°C,能夠在惡劣的工業(yè)環(huán)境以及商用車中可靠運(yùn)行。它們集成了汽車級EMI/EMC測試和電池極性反向保護(hù),以及商業(yè)級20 AWG-TXL汽車電線和Molex密封連接器選項(xiàng)。
Hamlin 55320扁平封裝線性霍爾傳感器
特性:
- 30mm線性感測范圍
- 絕對位置感測
- 模擬輸出
- 非接觸式測量
- EMC保護(hù)
優(yōu)點(diǎn):
- 長壽命,無磨損部件
- 高速度
- 不受惡劣環(huán)境的影響
- 緊湊、耐用的封裝
- 適用于定制的磁力傳動(dòng)器
應(yīng)用:
- 液壓缸位置
- 變速箱換擋位置
- 閥門位置
- 座椅位置
- 自動(dòng)化和控制
圖6:示例應(yīng)用 - 醫(yī)院病床
55320系列傳感器的內(nèi)部設(shè)計(jì)采用了非接觸式磁性霍爾效應(yīng)技術(shù)。該非接觸式設(shè)計(jì)消除了基于抽頭的產(chǎn)品的許多性能限制,例如機(jī)械磨損和污染。
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