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磁傳感器的應用

工程師 ? 來源:未知 ? 作者:姚遠香 ? 2019-07-08 14:09 ? 次閱讀

傳感器已經在許多領域獲得了產業性的應用,每年所需用的磁傳感器的總數量以數十億計。

1.電機工業

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點,年需求量數以億計。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。

2.電力電子技術

霍爾電流傳感器響應速度快,且依靠磁場和被控電路耦合,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,成為自控環路的一個控制環節。使用變流技術可以大量節能,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性應用領域。

3.能源管理

電網的自動檢測系統需采集大量的數據,經計算機處理之后,對電網的運行狀況實施監控,并進行負載的分配調節和安全保護。自動監控系統的各個控制環節,都可用以磁傳感器為基礎的電流傳感器、互感器等來實現。霍爾電流傳感器已逐步在電網系統中得到應用。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,以便隨時進行調整,保證高效用電。

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、鈔票的磁記錄等,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,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。

5.汽車工業

在汽車中,使用大量的電機(高級汽車每輛約需40~60臺電機,一般汽車中也有15臺,這些電機呈現出無刷化趨勢),其中使用磁傳感器的數量之大,不言而喻;另一個大量使用磁傳感器的是汽車的ABS系統(防抱制動系統),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。

另外是汽車發動機系統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。霍爾齒輪傳感器和霍爾片開關已經在一些車型中使用。據霍尼威爾公司報導,截止1996年6月,他們已向汽車工業供應了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。

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