磁場傳感�是可以將各種磁場及其變化的量�(zhuǎn)變成電信號輸出的裝置。自然界和人類社會生活的許多地方都存在磁場或與磁場相�(guān)的信�。利用人工設(shè)置的磁體�(chǎn)生的磁場,可作為許多種信息的載體。因�,探�、采集、存�、轉(zhuǎn)�、復(fù)�(xiàn)和監(jiān)控各種磁場和磁場中承載的各種信息的任�(wù),自然就落在磁場傳感器身�。在�(dāng)今的信息社會�,磁場傳感器已成為信息技�(shù)和信息產(chǎn)�(yè)中不可缺少的基礎(chǔ)元件。目�,人們已研制出利用各種物�、化�(xué)和生物效�(yīng)的磁場傳感器,并已在科研、生�(chǎn)和社會生活的各個方面得到廣泛應(yīng)�,承�(dān)起探究種種信息的任務(wù)� 早先的磁場傳感器,是伴隨測磁儀器的�(jìn)步而逐步�(fā)展的。在眾多的測磁方法中,大都將磁場信息變成電訊號�(jìn)行測�。在測磁儀器中“探頭”或“取樣裝置”就是磁場傳感器。隨著信息產(chǎn)�(yè)、工�(yè)自動�、交通運�、電力電子技�(shù)�辦公自動�、家用電�、醫(yī)療儀器等等的飛速發(fā)展和電子計算�(jī)�(yīng)用的普及,需用大量的傳感器將需�(jìn)行測量和控制的非電參�,轉(zhuǎn)換成可與計算�(jī)兼容的訊號,作為它們的輸入訊號,這就給磁場傳感器的快速發(fā)展提供了�(jī)�,形成了相當(dāng)可觀的磁場傳感器�(chǎn)�(yè)�
在國�,由于磁場傳感器已逐漸被廣泛而大量地使用,有許多企業(yè)競相研制和生�(chǎn),形成一定規(guī)模的磁場傳感器產(chǎn)�(yè)?;魻柶骷前�?dǎo)體磁場傳感器中最成熟和產(chǎn)量的�(chǎn)�。旭化成(InSb霍爾元件)、Honeywell、A11egro(原稱Sprague)、ITT、Semens(霍爾電路)等均已大量生�(chǎn)。Philips、Honeywell、Sony、IBM等已大量生產(chǎn)了金屆膜磁敏電阻器及集成電路。TDK、Sony、Matsusbita、Tosbiba等巳批量生產(chǎn)非晶磁頭等非晶金屬磁場傳感器。還有LEM、Honeywell、F.W.Bell、NaNa等公司生�(chǎn)廠各種用途和量程的電�、電壓傳感器和其它類型的磁場傳感器組�,這些磁場傳感器都巳得到廣泛的�(yīng)��
國內(nèi),除南京中旭微電子公司可大量生產(chǎn)霍爾集成電路、營口華光傳感元件廠可批量生�(chǎn)薄膜磁阻器件、西南應(yīng)用磁�(xué)研究所可批量生�(chǎn)威根德器件外,其余各類也有研制和小批量生�(chǎn)。據(jù)方芳�(yù)測:1995�,國�(nèi)�41家企�(yè)生產(chǎn)磁場傳感器,總產(chǎn)量為2780萬只.其中,霍爾器�1730萬只,結(jié)型磁敏元�90萬只,磁電阻元件850萬只,威根德元件110萬只.雖然其余各種磁場傳感器都有廠、所、校在�(jìn)行研�,品種基本齊�,但仍末形成�(guī)模化�(chǎn)�(yè)�
薄膜磁致電阻傳感�
鐵磁性物�(zhì)在磁化過程中,它的電阻值沿磁化方向?qū)⒃黾?,并�(dá)到飽和的�(xiàn)象稱為磁阻效�(yīng)。薄膜磁阻元件是利用薄膜工藝和微�(xì)加工技�(shù),將NiPe。NiCo合金用真空蒸�(zhèn)或溯射工藝沉積到硅片或鐵氧體基片上,通過微細(xì)加工技�(shù)制成一定形狀的磁咀圖形,形成三端式、四端式以及多端式器件。BMber�(jié)�(gòu)橋式電路磁阻元件具有靈敏度高、工作頻率特性好、溫度穩(wěn)定性好、結(jié)�(gòu)簡單、體積小等特�??芍瞥筛呙芏却啪状蓬^、磁性編碼器、磁阻位移傳感器、磁阻電流傳感器��
磁阻敏感�
物質(zhì)在磁場中電阻�(fā)生變化的�(xiàn)象稱為磁阻效�(yīng)。對于鐵、鉆、鎳及其合金等強(qiáng)磁性金�,當(dāng)外加磁場平行于磁體內(nèi)部磁化方向時,電阻幾乎不隨外加磁場變化;�(dāng)外加磁場偏離金屬的內(nèi)磁化方向�,此類金屬的電阻值將減小,這就是強(qiáng)磁金屬的各向異性磁阻效�(yīng)�
電渦流式傳感�
近年�,國�(nèi)外正�(fā)展—對建立在電渦流效應(yīng)原理上的傳感器,即電渦流式傳感器。這種傳感器不但具有測量線性范圍大、靈敏度�、結(jié)�(gòu)簡單、抗干擾能力�(qiáng)、不受油污等介質(zhì)的影響等�(yōu)�,而且又具有無損、非接觸測量的特�,目前正廣泛地應(yīng)用于工業(yè)各部門中的位移、尺�、厚度、振�、轉(zhuǎn)速h壓力、電�(dǎo)�、溫�、波面等測量,以及探測全屬材料和加工件表面裂紋及缺陷�
磁性液體加速度傳感�
磁性液體作為一種新型的納米功能材料,一�(jīng)問世便走到科�(xué)技�(shù)�(fā)展的前沿,目前科�(xué)家們已�(jīng)將這種新型功能材料�(yīng)用到廣闊的領(lǐng)域中。以此為基礎(chǔ)的磁性液體傳感器技�(shù)也引起了國際技�(shù)�(lǐng)域廣泛的�(guān)��
磁性液體水平傳感器
磁性液體傳感器的研究與�(yīng)用起源于美國。早�1983年美國新墨西哥州阿爾帕克基應(yīng)用技�(shù)公司就與美國空軍簽訂了合�,美國新墨西哥州阿爾帕克基應(yīng)用技�(shù)公司便開始研制基于磁性液體動力學(xué)原理(MHD)的主動式和被動式傳感器。磁性液體傳感器�(yīng)用領(lǐng)域很�,既可以�(yīng)用到民用上,也可以應(yīng)用到軍工�,有其它傳感器所代替不了的功�,正因如�,國外比較早的意識到開發(fā)磁性液體傳感器的意�,并且已開始了研究和生產(chǎn),并將該種傳感器�(yīng)用到航空、航�、宇航站等軍事領(lǐng)�。美�、法�、德國、俄羅斯、日本和羅馬尼亞等國家已開始利用磁性液體來制作各種傳感�。磁性液體水平傳感器對控制機(jī)器人工作狀�(tài),使太陽能柵板保持朝向太�,使拋物天線持續(xù)朝向通訊系統(tǒng)中的人造衛(wèi)星等方面有著重要的應(yīng)�。目前國外已研制出單軸、雙�、三軸等類型的磁性液體水平傳感器,而我國有�(guān)磁性液體傳感器的研究尚處于實驗和探索階段�
磁場傳感器已�(jīng)在許多領(lǐng)域獲得了�(chǎn)�(yè)性的�(yīng)�,每年所需用的磁場傳感器的總數(shù)量以十億�。僅就日本電子工�(yè)振興�(xié)�1992年的�(tǒng)��1992年共用磁場傳感器11�08億只,其中,64%為霍爾器件,主要用于無刷直流電�(jī)�32%為磁頭,其余的4%用于其它領(lǐng)�。所用的各種磁場傳感器的�(shù)量在各類傳感器中居于首位�
� �(jī)
無刷電機(jī)具有體積�、重量輕、效率高、調(diào)速方便、維�(hù)�、壽命長、不�(chǎn)生電磁干擾等一系列�(yōu)�,年需求量�(shù)以億�。據(jù)�(tǒng)計,日本1989年無刷電�(jī)的年�(chǎn)量已超過1�6億臺�
在無刷電�(jī)�,用磁場傳感器來作轉(zhuǎn)子磁極位置傳感器和定子電樞電流換向器。許多磁場傳感器,如霍爾器件、威根德器件、磁阻器件等都可以使�,但目前大量使用�,主要是霍爾器件�1992�,由泡特公司研制的大功率直流無刷電機(jī)問世,功率可�(dá)200kW以上�
電機(jī)的轉(zhuǎn)速檢測和控制用的旋轉(zhuǎn)編碼�,過去多用光編碼�。磁編碼器的使用顯示出越來越多的�(yōu)點,正在逐漸取代光器��1990年日本的磁編碼器的年銷售額已�250億日�。使用磁場傳感器還可以對電機(jī)�(jìn)行過載保�(hù)(目前主要用霍爾電流傳感器)和對電機(jī)�(jìn)行轉(zhuǎn)矩檢測�
電力電子技�(shù)
電力電子技�(shù)是電力技�(shù)和電子技�(shù)的結(jié)�,可實現(xiàn)交直流電流的互相變換,并可在所需的范圍內(nèi)實現(xiàn)電流、電壓和頻率的自由調(diào)節(jié)。采用這些技�(shù)和產(chǎn)品,可做成各種特殊電��(如UPS、高頻電�、開�(guān)電源、弧焊機(jī)逆變電源�)和交流變頻器等產(chǎn)��(交流變頻器用于電�(jī)�(diào)�,節(jié)能效果極�);這些變流裝置的核�,是大功率半�(dǎo)體器�。以磁場傳感器為基礎(chǔ)的各種電流傳感器被用來監(jiān)�、控制和保護(hù)這些大功率器�?;魻栯娏鱾鞲衅黜�?yīng)速度�,且依靠磁場和被控電路精合,不接入主電路、因而功耗低,抗過載能力�(qiáng),線性好,可靠性高,既可作為大功率器件的過流保�(hù)�(qū)動器,又可作為反饋器�,成為自控環(huán)路的一個控制環(huán)節(jié)。使用變流技�(shù)可以大量節(jié)�,目前國外使用的電能95%是�(jīng)過變換來使用的,國內(nèi)變流技�(shù)已受到高度重�,但�5%的電能�(jīng)過變換,有巨大的�(yīng)用前景。此�,可能吸納大量的電流傳感�,是磁場傳感器的又一巨大的產(chǎn)�(yè)性應(yīng)用領(lǐng)域�
能源管理
電網(wǎng)的自動檢測系�(tǒng)需采集大量的數(shù)�(jù),經(jīng)計算�(jī)處理之后,對電網(wǎng)的運行狀況實施監(jiān)�,并�(jìn)行負(fù)載的分配�(diào)節(jié)和安全保�(hù)。自動監(jiān)控系�(tǒng)的各個控制環(huán)節(jié),都可用以磁場傳感器為基�(chǔ)的電流傳感器,互感器等來實施。目前霍爾電流傳感器已逐步在電�(wǎng)系統(tǒng)中得到應(yīng)�。用霍爾器件作成的電度表已從研制逐步�(zhuǎn)�?qū)嵱没?用它們可自動計費并可顯示功率因數(shù),以便隨時�(jìn)行調(diào)�,保證高效用電�
磁信息讀�
磁信息記錄裝置除磁帶、磁盤等之外,還有磁�、磁墨水記錄帳冊、鈔票的磁記等等,對磁信息存儲和讀出傳感器提出了巨大的需求。日�1992年使用的磁頭就巳超過3億只。目�,感�(yīng)�,薄膜磁阻頭,非晶磁頭等都獲得了大量的使�.隨著記錄密度的提�,例如高�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�(chǔ)的巨磁阻�、用非晶合金絲制作的非晶合金�、巨磁阻抗頭等正展開激烈的競爭�
信息�(chǎn)�(yè)還給非晶MancMcci效應(yīng)的新型文字圖形輸入裝�(Tablet)提供廠廣闊的�(yīng)用前景。IBM�(yù)�,在2000年前,個人�(jī)的主力機(jī)種是筆輸入個人�(jī)(Pen—Pc),并宣布要開�(fā)這種�(jī)�,將傳統(tǒng)的個人�(jī)的鍵盤除�。將有透明感的Tablet面緊靠在液晶電極面上作輸入裝�,用勵碰筆�(jìn)行文字圖形輸�,MattEMc么效�(yīng)非晶TaNet被認(rèn)為是Tablet的選�.
汽車工業(yè)
在汽車中,使用大量的電機(jī)(汽車每輛約需40�60臺電�(jī),一般汽車中也有15�,這些電機(jī)也呈�(xiàn)出元刷化的趨�),其中使用磁場傳感器的數(shù)量之大,自不待言�
第二個大量使用磁場傳感器的汽車裝�,是汽車的AE�(防抱制動系統(tǒng))。平均每臺車要使�4�6只速度傳感�、目前使用的主要是感�(yīng)式速度傳感�.新型的霍爾齒輪傳感器在逐步推廣,此外,威氏器件、非晶器�、磁阻器件等均可能�(jìn)入這一�(lǐng)�.
第三是汽車發(fā)動機(jī)系統(tǒng)點火定時用的速度傳感器及點火�.目前,這些方面也主要使用感�(yīng)傳感�?;魻桚X輪傳感器和霍爾翼片開�(guān)已經(jīng)在一些車型中使用.�(jù)霍尼威爾公司報導(dǎo)、截�1996�6�、他們已向汽車工�(yè)供應(yīng)�8000萬只霍爾冀片開�(guān)�3凹萬只霍爾齒輪速度傳感�。據(jù)�(yù)�,未來在一輛汽車中,可�30多只像霍爾傳感器那樣的磁場傳感器�
工業(yè)自動控制、機(jī)器人、辦公自動化、家用電器及各種安全系統(tǒng)�
在這些�(lǐng)域中、除大量使用無刷直流電機(jī),交流變頻器等之�、在電冰�、空�(diào)�、電飯堡等裝置中,使用了大量的磁性溫度控制器,在80年代中期已經(jīng)超過億只�
一個產(chǎn)品要被大量而長久的使用,必須有�(yōu)良的性能/價格比。產(chǎn)品的性能�(wěn)定和成本下降,只有實�(xiàn)廠規(guī)模化的生�(chǎn)才能�(dá)�。要大量被采�,需要大量生�(chǎn)去保證供�(yīng),大量生�(chǎn)又可保證�(zhì)量的�(wěn)定和成本下降,增�(qiáng)�(chǎn)品的競爭�,二者是相輔相成的�
南京中旭微電子有限公司生�(chǎn)的霍爾集成電�、在實現(xiàn)�(guī)模生�(chǎn)前�1993年單位成本還高達(dá)5元/只以上.在國�(nèi)外沒有競爭力。當(dāng)�(chǎn)量上升到100萬只/月時成本降到1元/只左右,具備了競爭能�。在�(chǎn)量達(dá)�300萬只/月之后,一只開�(guān)霍爾電路的價格已和一只普通中功率晶體管相近,具有較強(qiáng)的競爭能�,�(jìn)入了國際市場�
綜合起來,可以看�,要實現(xiàn)�(chǎn)�(yè)化的生產(chǎn),首先必須有�(chǎn)�(yè)化的�(yīng)用市�,同時,傳感器生�(chǎn)者應(yīng)具有可滿足市場需求的�(chǎn)�,而且,產(chǎn)品的性能/價格比必須能和相同的或具有同樣功能參數(shù)的產(chǎn)品競�。在分析國外磁場傳感器的�(chǎn)�(yè)狀況的�(fā)�(xiàn),國外生�(chǎn)磁場傳感器的一些的企業(yè),大都是知名大企�(yè)中的—‘個組成部份或和大的生�(chǎn)終端�(chǎn)品的企業(yè)有著緊密�(lián)系的企業(yè)。例如IBM、東�、索�、松�、Siemens Akt、Honeywell、Akkegro等等.在這些企業(yè)�,起碼有兩點明顯的�(yōu)勢:一是研制—生�(chǎn)—使用的緊密�(jié)�;另一個就是一旦要迅速擴(kuò)大生�(chǎn)�、可�(diào)動巨大的�(jīng)�(jì)實力給予支持,使�(chǎn)品能占領(lǐng)市場�
從這些情況中可以看�,這些傳感器生�(chǎn)廠是面向廣闊的產(chǎn)�(yè)性應(yīng)用市�,背靠實力強(qiáng)大的企業(yè)集團(tuán),可用它們的傳感器產(chǎn)品去實現(xiàn),豐富甚至形成終端產(chǎn)品的特色,而又從終端產(chǎn)品那里獲得廣闊的市場.
我國的傳感器生產(chǎn)大都在中、小企業(yè)中�(jìn)�,比較分�、且技�(shù)�(jīng)�(jì)實力較弱。差不多是有了傳感器�(chǎn)品之后再來尋找市�,一旦有廠大量的需求時,又無力迅速擴(kuò)�(chǎn),失去占�(lǐng)市場的良�(jī).
在目前條件下,有�(yuǎn)�、有實力的終端產(chǎn)品集�(tuán),可以從自身的利益出�(fā),考慮去聯(lián)合、重�、兼�、購買一些小企業(yè),利用它們現(xiàn)有的力量并加以充實、和自己的產(chǎn)品一道去占領(lǐng)這些有吸引力的市��
維庫電子�,電子知識,一查百��
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