數(shù)字傳感器：在離散應(yīng)用中提供高可靠性

許多應(yīng)用程序利用數(shù)字輸出來確定物體是否處于某個(gè)位置。例如，傳感器可用于驗(yàn)證機(jī)器上的安全防護(hù)裝置是否就位。如果防護(hù)裝置到位，機(jī)器將運(yùn)行。如果不是，機(jī)器將無法運(yùn)行。在這種類型的離散應(yīng)用中，需要數(shù)字輸出。以下數(shù)字傳感器為定制磁傳感應(yīng)用提供卓越的可靠性：

簧片開關(guān)：優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用

簧片開關(guān)是一種電氣開關(guān)，不需要像集成電路那樣工作。觸點(diǎn)密封在具有貴金屬接觸材料的玻璃管內(nèi)。因此，該開關(guān)非?？煽?，因?yàn)樗皇軡駳饣蚱渌h(huán)境因素的影響。因此，觸點(diǎn)不會(huì)氧化，并將繼續(xù)以邏輯電平負(fù)載運(yùn)行數(shù)百萬次。 

簧片開關(guān)非常適合電池供電的應(yīng)用。它們用于汽車安全產(chǎn)品，如安全帶扣夾/閉合檢測傳感器和用于碰撞檢測的碰撞傳感器。由于干簧傳感器可以切換交流或直流負(fù)載，因此它們是數(shù)字開/關(guān)應(yīng)用的流行選擇，例如安全和家用電器市場的門關(guān)閉檢測。

例如，冰箱門使用簧片開關(guān)進(jìn)行門關(guān)閉檢測。磁鐵安裝在門上，并且簧片傳感器連接到隱藏在冰箱外壁后面的固定框架上。當(dāng)門打開時(shí)，簧片傳感器無法檢測到磁場，導(dǎo)致LED燈泡亮起。當(dāng)門關(guān)閉時(shí)，傳感器檢測到適當(dāng)?shù)拇艌?，LED熄滅。在該應(yīng)用中，設(shè)備內(nèi)的微控制器從簧片傳感器獲得信號，然后控制單元激活或停用LED。

 圖1：冰箱門中使用的干簧管可以打開和關(guān)閉LED燈

數(shù)字霍爾效應(yīng)傳感器：優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用

數(shù)字霍爾效應(yīng)傳感器是基于半導(dǎo)體的，并且它們的輸出電壓相對于磁場的變化而變化。這些傳感器將霍爾效應(yīng)傳感元件與電路相結(jié)合，提供數(shù)字開/關(guān)輸出信號，該信號對應(yīng)于磁場的變化，而無需使用任何移動(dòng)部件?；魻栃?yīng)單元僅限于具有低直流電壓和電流的應(yīng)用。與簧片開關(guān)不同，霍爾效應(yīng)器件包含有源電路，因此它始終吸收少量電流。

數(shù)字霍爾效應(yīng)傳感器具有高可靠性，可編程為在給定的磁場容差下激活，以滿足精確的傳感要求。

這些傳感器非常適用于洗衣機(jī)和烘干機(jī)等白色家電的高速傳感應(yīng)用。在這個(gè)應(yīng)用中，一個(gè)旋轉(zhuǎn)的16極環(huán)形磁鐵激活霍爾效應(yīng)芯片，每個(gè)通過紅色（北極）段，并通過每個(gè)通過的白色（南極）段停用它，從而產(chǎn)生非常精確的速度信號。數(shù)字霍爾效應(yīng)傳感器特別適用于汽車安全應(yīng)用，如安全帶扣夾緊檢測和傳動(dòng)齒輪速度傳感。

圖2：霍爾效應(yīng)速度傳感應(yīng)用圖

模擬/比例傳感器增加穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性

模擬傳感應(yīng)用允許最終用戶獲得磁鐵位置的瞬時(shí)反饋。模擬霍爾效應(yīng)傳感器具有高精度，高分辨率的比例輸出信號。 

以前，模擬霍爾效應(yīng)傳感器測量磁體的磁通密度，并受到應(yīng)用溫度值的極大影響。由于模擬霍爾效應(yīng)技術(shù)近年來已經(jīng)發(fā)展，霍爾效應(yīng)芯片現(xiàn)在測量磁通場的角度而不是傳統(tǒng)的幅度，使其對溫度變化的敏感性降低。這種改進(jìn)使傳感器能夠在較大的溫度范圍內(nèi)提供更穩(wěn)定的模擬輸出

考慮兩種類型的霍爾效應(yīng)傳感器，可以選擇用于定制模擬傳感應(yīng)用：

旋轉(zhuǎn)霍爾效應(yīng)傳感器：優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用

該基于半導(dǎo)體的傳感器相對于磁場的變化改變輸出電壓。它將霍爾效應(yīng)傳感元件與電路相結(jié)合，提供模擬輸出信號，該信號對應(yīng)于旋轉(zhuǎn)磁場的變化，而不涉及任何移動(dòng)部件。該傳感器提供兩種輸出選項(xiàng)：模擬或脈沖寬度調(diào)制（PWM）。該器件是可編程的，因此工程師可以將特定的輸出電壓或PWM與精確的旋轉(zhuǎn)度相關(guān)聯(lián)。多個(gè)編程點(diǎn)可在360度旋轉(zhuǎn)下使用。每個(gè)編程點(diǎn)表示對應(yīng)于給定的磁場角度的電壓或PWM輸出值。這導(dǎo)致相對于旋轉(zhuǎn)度的比例輸出信號。

與機(jī)械旋轉(zhuǎn)或電阻膜旋轉(zhuǎn)裝置不同，旋轉(zhuǎn)霍爾效應(yīng)傳感器不會(huì)經(jīng)歷機(jī)械磨損或改變電阻值。此外，它在高達(dá)+ 105°C的正常工作溫度下非常穩(wěn)定。單位精度為0-360度旋轉(zhuǎn)，0.5 V-4.5 VDC輸出或10-90％PWM占空比。

旋轉(zhuǎn)霍爾效應(yīng)傳感器正在變得非常流行，用于替換電阻膜或電位計(jì)機(jī)械裝置。它們用于汽車和非公路應(yīng)用，例如檢測發(fā)動(dòng)機(jī)上的EGR閥位置。這些傳感器還可用于檢測器具和白色家電應(yīng)用中的撥盤位置。

圖3：用于洗衣機(jī)控制轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)霍爾效應(yīng)傳感器

線性霍爾效應(yīng)傳感器：優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用

線性霍爾效應(yīng)傳感器類似于旋轉(zhuǎn)霍爾效應(yīng)傳感器，不同之處在于它們測量磁場的線性運(yùn)動(dòng)而不是旋轉(zhuǎn)?；魻栃?yīng)傳感器可編程設(shè)定輸出電壓，該輸出電壓與給定行程距離成比例。輸出選項(xiàng)與旋轉(zhuǎn)霍爾效應(yīng)相同。該傳感器使用單個(gè)霍爾效應(yīng)芯片測量磁性執(zhí)行器的線性運(yùn)動(dòng)和相對磁通角，最大行程距離為30 mm。這導(dǎo)致相對于傳感器的精確移動(dòng)的比例輸出信號。

在將輸出電壓或PWM值編程為對應(yīng)于致動(dòng)磁體的相對磁場值之前，傳感器和致動(dòng)器可以放置在應(yīng)用內(nèi)的最終安裝區(qū)域中，現(xiàn)在包括來自附近環(huán)境的所有磁場影響。這允許工程師優(yōu)化應(yīng)用的輸出，因?yàn)榇艌龅娜魏畏至?，機(jī)械公差或疊加公差將包括在編程環(huán)境中。  

線性霍爾效應(yīng)傳感器通常用作液位傳感器，用于監(jiān)測液位。在該應(yīng)用中，傳感器檢測移動(dòng)浮子的位置，該浮子具有附接到其上的磁體。線性傳感器在更復(fù)雜的設(shè)計(jì)中也是有益的，例如汽車變速器換檔。