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磁阻效應(yīng)傳感器是根據(jù)磁性材料的磁阻效應(yīng)制成的。磁性材料(如坡莫合金)具有各向異性,對(duì)它進(jìn)行磁化時(shí),其磁化方向?qū)⑷�決于材料的易磁化軸、材料的形狀和磁化磁場(chǎng)的方向。當(dāng)給帶狀坡莫合金材料通電流I時(shí),材料的電阻取決于電流的方向與磁化方向的夾角。如果給材料施加一個(gè)磁場(chǎng)B(被測(cè)磁場(chǎng)),就會(huì)使原來的磁化方向轉(zhuǎn)動(dòng)。如果磁化方向轉(zhuǎn)向垂直于電流的方向,則材料的電阻將減小;如果磁化方向轉(zhuǎn)向平行于電流的方向,則材料的電阻將增大。磁阻效應(yīng)傳感器一般有四個(gè)這樣的電阻組成,并將它們接成電橋。在被測(cè)磁場(chǎng)B作用下,電橋中位于相對(duì)位置的兩個(gè)電阻阻值增大,另外兩個(gè)電阻的阻值減小。在其線性范圍內(nèi),電橋的輸出電壓與被測(cè)磁場(chǎng)成正比。

磁阻傳感器已經(jīng)能制作在硅片上,并形成產(chǎn)品。其靈敏度和線性度已經(jīng)能滿足磁羅盤的要求,各方面的性能明顯優(yōu)于霍爾器件。遲滯誤差和零點(diǎn)溫度漂移還可采用對(duì)傳感器進(jìn)行交替正向磁化和反向磁化的方法加以消除。由于磁阻傳感器的這些優(yōu)越性能,使它在某些應(yīng)用場(chǎng)合能夠與磁通門競(jìng)爭(zhēng)。

FNN-3300就是用的磁阻傳感器,在市場(chǎng)上占據(jù)很重要的地位,所以證明在電子羅盤中磁阻式的是優(yōu)于霍爾效應(yīng)及磁通門的。

測(cè)量旋轉(zhuǎn)物體速度的很多技術(shù)是可以在市場(chǎng)上得到的。在很多應(yīng)用中——特別是那些工作在極端環(huán)境條件——選擇的結(jié)果通常落在霍爾效應(yīng)速度傳感器或可變磁阻(VR)速度傳感器上。速度傳感器的那些技術(shù)能應(yīng)用于極端熱及極端冷的環(huán)境條件外,還能在灰塵、油脂及其它污染環(huán)境下工作。

在你的應(yīng)用中決定用哪種技術(shù)的傳感器,要了解霍爾效應(yīng)速度傳感器及VR速度傳感器是如何工作是十分重要的。這兩種技術(shù)的工作都是通過測(cè)速物體(靶)在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn),干擾了磁場(chǎng),它們得到結(jié)果是相似的。

VR傳感器

VR傳感器的基本工作原理是由一個(gè)穿過電磁鐵的線圈組成,一個(gè)齒輪輪齒(或其它靶的凸出部分)通過磁鐵表面,從而引起磁通量的數(shù)量的變化。

當(dāng)靶的凸出部分(例如齒輪的輪齒)運(yùn)動(dòng)接近到傳感器,此時(shí)磁通量最大。當(dāng)靶的凸出部分離去,磁通量跌落。靶的運(yùn)動(dòng)結(jié)果引起磁通量隨時(shí)間變化,這在線圈中感應(yīng)出成比例的電壓,以后的電路(信號(hào)處理電路)將輸入信號(hào)變成數(shù)字波形(脈沖),它能更容易計(jì)數(shù)及時(shí)間控制。

雖然VR傳感器是基于很成熟的技術(shù),但它仍然有一些較大的缺點(diǎn)。第一是價(jià)格,線圈及磁鐵相對(duì)說是便宜的,可惜的是需要附加的信號(hào)處理電路,價(jià)格就高了。另外,取決于VR傳感器的信號(hào)的大小是正比于靶的速度,這使得設(shè)計(jì)電路適應(yīng)很低速度的信號(hào)很困難。一個(gè)給定的VR傳感器有一個(gè)明確的限制,即靶的運(yùn)動(dòng)慢到什么程度仍可以產(chǎn)生一個(gè)有用的信號(hào)。

在高溫應(yīng)用領(lǐng)域中,VR傳感器優(yōu)于霍爾效應(yīng)傳感器,因?yàn)楣ぷ鳒囟仁艿狡骷�中所用的材料的特性的限�?用適當(dāng)結(jié)構(gòu)的VR傳感器能使它工作溫度超過300℃。一個(gè)應(yīng)用例子是在噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)中檢測(cè)渦輪的轉(zhuǎn)速。

霍爾效應(yīng)傳感器

在霍爾效應(yīng)速度傳感器中,當(dāng)測(cè)速的靶轉(zhuǎn)到霍爾效應(yīng)傳感器的位置,即霍爾傳感器位于靶及磁鐵之間,霍爾效應(yīng)傳感器檢測(cè)到靶感應(yīng)的磁通量變化。不象可變磁阻傳感器(VR),霍爾效應(yīng)傳感器感測(cè)的是磁通量的大小,而VR感測(cè)的是磁通量的變化率。

霍爾效應(yīng)技術(shù)的特點(diǎn)是允許你在任意慢速下能檢測(cè)運(yùn)動(dòng)物體的速度�；魻栃�應(yīng)速度傳感器另一個(gè)重要特點(diǎn)是信號(hào)處理電路通常也集成在同一封裝中,它提供了一些現(xiàn)實(shí)的好處。最重要的是無需外加信號(hào)處理電路,極大多數(shù)的霍爾速度傳感器直接提供數(shù)字信號(hào)輸出,與數(shù)字邏輯、μC及PLC兼容。

另外的優(yōu)點(diǎn)是從傳感器來的信號(hào)不須去很遠(yuǎn)的信號(hào)處理電路——往往僅僅幾個(gè)密耳。這樣短的距離減低了從干擾源檢拾干擾,使霍爾效應(yīng)速度傳感器極好地免除EMI引起的故障及失效。

而霍爾效應(yīng)速度傳感器不能完全經(jīng)受住VR所能經(jīng)受的環(huán)境極值。很多通用運(yùn)動(dòng)裝置的工作溫度范圍從-40℃到150℃,這限制了霍爾效應(yīng)速度傳感器的應(yīng)用。但因?yàn)榛魻査俣葌鞲衅骷�成了信�?hào)處理電路,能測(cè)接近零速的能力及數(shù)字信號(hào)輸出,所以霍爾速度傳感器在速度檢測(cè)應(yīng)用中往往是設(shè)計(jì)者的最佳選擇。