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全面解析磁性传感器及其应用(下篇)

时间:2022-07-11 12:24:45

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全面解析磁性传感器及其应用(下篇)

01

磁性传感器的发展趋势

磁性传感器的发展方向:

高灵敏度

温度稳定性

抗干扰性

多功能化、集成化、智能化

高频特性

低功耗

高灵敏度:被检测信号的强度越来越弱,这就需要磁性传感器灵敏度得到极大地提高。应用方面包括电流传感器、角度传感器、齿轮传感器、太空环境测量。

温度稳定性:更多的应用领域要求磁性传感器的工作环境越来越严酷,这就要求磁性传感器必须具有很好的温度稳定性,应用领域主要是汽车电子行业。

抗干扰性 :传感器及仪器仪表在现场运行所受到的干扰多种多样,例如:静电感应、电磁感应、漏电流感应、射频干扰等,这就要求磁性传感器本身具有很好的抗干扰性。应用领域主要是汽车电子、水表等等。

多功能化、集成化、智能化:多功能化不仅可以降低生产成本,减小体积,而且可以有效地提高传感器的稳定性、可靠性等性能指标。传感器与微处理机相结合,使之不仅具有检测功能,还具有信息处理、逻辑判断、自诊断、以及思维等人工智能,就称之为传感器的智能化。这类传感器具有多功能、高性能、体积小、适宜大批量生产和使用方便等优点。要想做到多功能化、集成化、智能化,这就需要芯片级的集成,模块级集成,产品级集成。已实现集成化的磁传感器很多,如电子自旋共振电流传感器等。

高频特性:随着应用领域的扩大,要求磁性传感器的工作频率越来越高,应用领域主要是水表、汽车电子行业、信息记录行业。

低功耗 :很多领域要求磁性传感器本身的功耗极低,得以延长磁性传感器的使用寿命。应用领域主要是植入磁性芯片,指南针等。

▎新型磁性传感器的技术发展趋势

新型磁性传感器大致方向包括:采用新原理、填补空白、仿生、集成化、多功能化、智能化等。

采用标准CMOS大规模制造工艺制备磁数模混合信号处理电路,从而有效降低生产成本。

优化芯片设计,有效降低芯片功耗和芯片尺寸,使MEMS磁性传感器的降低工作电流20%,使其适用于各类低功耗要求的手持式设备。

开发设计与MEMS磁性传感器相匹配的嵌入软件,采用软件自动校准传感器,同时可以动态地补偿磁干扰引起的误差,能够更有效为用户提供精确与便捷的应用解决方案。

开发出磁性传感器的新型校准算法,实现自动校准传感器,动态补偿磁干扰引起的误差。

▎磁性传感器的发展前景

磁性传感器是实现自动检测和自动控制的首要环节。如果没有传感器对原始数据进行精确可靠测量,无论是信号转换、信息处理及数据的显示与控制,都将无从谈起。没有精确可靠的传感器,就没有自动检测和控制系统。由此可见,磁性传感器起着巨大的作用。

在新兴产业复杂的应用系统中,要求磁性传感器体积小、重量轻、功能强、接口方便等,给磁性传感器提出了许多极高的要求。要完全达到这些要求,磁传感器的微型化、集成化、系统化和智能化就不可避免。正在实现集成化的磁传感器很多,如感应微位移传感器、磁通门磁强计、核磁共振磁强计。同霍尔集成电路以及AMR集成电路不同的是这些磁传感器要集成一个个微系统,其中有线圈、磁芯、磁共振样品等。还有接口和讯号处理电路。人们调动了各种技术手段,包括半导体单片集成技术、混合集成技术、表面贴装、微机械加工、电子电路、薄膜的生成和处理等,制成了一个个性能优异的微磁传感器系统。

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