磁传感器的工作原理

传感器是将磁通量的大小和波动转换为电脉冲的设备。磁传感器用于各种工业应用，包括线性、角位移和旋转传感。

什么是磁传感器？

磁传感器根据通量、强度和方向测量磁场。几年来，磁场传感在许多行业中一直至关重要。

磁传感器读数（磁场的变化和变化）可用于监测物品的位置、方向、转数和角度、是否存在电流等。因此，磁传感器被用于许多应用中，例如汽车、军事、机器人、医疗设备、空间设备、地球科学和工业测量。

磁性传感器的类型

已经生产了几种磁传感器，例如霍尔效应传感器、钙钛矿磁电阻器、磁通门传感器、各向异性磁阻 (AMR) 传感器和电感磁力计。霍尔效应传感器是用于感应磁场的最广泛使用的传感器之一。

然而，具有嵌入式开关和反馈线圈的各向异性磁阻 (AMR) 探测器最近已成为典型的现成组件，用于数字设备罗盘等中等精度技术。AMR 探测器的场精度是相同尺寸和功耗的霍尔效应传感器的 100 倍。

磁传感器的工作原理

磁传感器由带有检测磁矢量的磁阻元件和磁阻元件可识别的磁矢量偏置磁体的芯片组成。

传感器中使用的芯片可用于检测磁矢量的变化。当磁阻元件的电阻发生变化时，该向量会观察磁性体的活动。

当磁铁与磁体配合产生电磁矢量偏置时，会在传感器芯片内部产生运动。该传感器可用于启用导航菜单中的指南针功能。

软磁材料在监测磁性、电流、位移和机械力的各种传感器中发挥着重要作用。用于生产磁传感器的最流行的软磁材料包括晶体、纳米晶体和多晶型软磁化合物，例如镍铁合金和镍钴合金。

磁传感器：优点和局限性

磁性传感器的主要优点是成本低廉且坚固耐用。磁力线不会被塑料、铝、铜或其他非磁性材料截断并流向另一侧。磁性传感器可以利用这些特性来检测物体。

此外，它们可用于各种传感器任务，例如位置检测、速度测量和运动方向感测。

同时，外部铁磁干扰可能会影响磁传感器中存在的磁场。由于这种对杂散磁场的脆弱性，测量精度可能会受到影响。

磁性传感器无法测量距离大于 10 cm 的电流。解决这个问题的唯一方法是使用能够产生大磁场的极其强大的磁铁。

高温会对磁感应能力产生影响，从而影响电荷载流子的迁移率以及霍尔效应传感器的灵敏度。

磁传感器的应用

磁性传感器在各个领域都非常有用。它们可分为磁场检测器、磁定位和范围传感器、磁接近开关、磁力、扭矩检测器、磁流量计和电流传感器。

磁传感器的主要用途是位置测量。大多数用于位置测量的磁性传感器都是围绕霍尔效应传感器和微型永磁体构建的。

工业扩张的另一个主要领域是机器人技术和使用机器人进行制造自动化。磁性传感器，尤其是线性和角度位置传感器，在保持生产过程正常工作方面发挥着重要作用。磁铁用于评估机器人运动的精度和准确性。

近年来，适应性电子产品在医疗保健、娱乐和家用电器领域产生了独特的应用。结果，出现了一个健康且快速增长的市场，预计到 2027 年将达到 76 亿美元。在这种情况下，柔性磁传感器的生产由于财务原因而具有吸引力，并开辟了新的应用领域。

未来展望?

预计 2022 年至 2028 年间，全球磁传感器市场将以 5.1% 的复合年增长率 (CAGR) 发展，高于 2013 年至 2021 年间 4.0% 的复合年增长率。

各行各业对霍尔效应传感器、3D 磁探测器和磁阻传感器系统的需求不断增长，预计将推动全球磁传感器市场的有吸引力的增长机会。

柔性磁传感器的生产在商业和新应用领域都具有吸引力。未来的研究应集中在改进灵活和适应性强的磁传感器上，以改善其工业应用。