三種磁傳感器開關在物聯網中的應用

越來越普遍的磁傳感器應用是觸發“開機”功能。尤其對于氣密，小型電池供電的物聯網設備，設計 人員需要一種方法來使設備保持“斷電”或“睡眠”模式，直到準備好由用戶部署為止。一個很好的例子是可穿 戴式連續血糖儀，該血糖儀用于測量人體葡萄糖水平并將其傳達給患者，醫生和胰島素泵。

1、裸線片開關

機械開關和電池“卡舌”可以使設備斷電，但不幸的是，它們也使設備的電子設備容易受到惡劣環境的影 響。一種優選的方法是在密封設備內部使用一個磁傳感器，并在設備外部使用一個小磁鐵，通常嵌入設備的保 護性包裝中。這樣，當將設備從包裝中取出時（同時又遠離磁體的磁場），傳感器的輸出就會改變，并且電路 會“打開”該設備。這種方法不僅可以節省電池電量，還可以節省電池電量。它還為用戶提供了“即時”或“即開 即用”的體驗。

所有這些磁傳感器功能的重要考慮因素包括功耗，靈敏度，輸出響應選項，尺寸，可靠性和成本。有幾種 常見的磁傳感器選項一每個選項在物聯網設備方面都有其優缺點。

最古老的磁性傳感器，也是使用時間最長的傳感器，是古老的線片開關。線片開關是一種機電設備，由兩 個黑色金屬“線片”組成，每個線片均連接至引線并封裝在玻璃管內。磁場將兩個線片拉在一起，從而閉合電 路。磁線開關通常用于各種物聯網設備中，最值得注意的是用于安全系統，儀表和可植入醫療設備的窗戶和門 傳感器。

磁線開關的最大優點是它們是消耗零功率的無源設備。磁線開關還具有簡單，便宜，靈敏度范圍有限的優 勢。但是，磁線開關有幾個明顯的局限性。磁線開關的限制之一是尺寸。最常見的線片開關的長度為10mm- 對于某些物聯網設備來說是可接受的，但對于許多傳感器尺寸小于1mm平方范圍的可穿戴和植入式設備而 言，這是可接受的。

可以使用較小的線片開關（長度不超過5mm），但它們非常昂貴且難以獲得。線片開關由于其機械特性 和玻璃管設計固有的脆弱性，其可靠性也很差。包覆成型的線片開關通過保護玻璃管和引出管的引線周圍的密 封件來提高可靠性，但這增加了成本以及尺寸。

2、??? 霍爾傳感器

經受時間考驗的另一種磁性傳感器類型是霍爾效應傳感器。霍爾效應是跨導體的電壓差（霍爾電壓）的產 生，該電壓差垂直于導體中的電流以及垂直于電流的施加磁場。作為固態CMOS技術，霍爾效應傳感器體積小，可靠且成本低。霍爾傳感器的最大缺點是電流消耗。大多數霍爾效應傳感器超過幾個微安培（mA）的電流，這對于許多電池供電的IOT設備來說是個問題。

3、??? 磁阻（MR）傳感器

磁傳感器的最后一類是磁阻（MR）傳感器。基于導體的電阻會在存在磁場的情況下發生變化的原理，已 開發出不同的MR技術作為MR傳感器的基礎。

盡管所有這些傳感器都具有固態IC的優勢，體積小，成本低和可靠性高，但隧道磁阻（TMR）傳感器卻 具有最高靈敏度和最低功耗的組合。TMR傳感器的功耗低至200nA以下，代表了需要磁傳感器功能的電池供 電IOT設備的范例轉變。此外，TMR傳感器是所有MR傳感器中最靈敏的，并且等效于最靈敏的線片開關的靈 敏度。高度靈敏的傳感器可以使用更小，更便宜的磁體或更長的激活距離。

總結：一旦選擇了適合您需求的最佳傳感器技術，仍然需要決定哪種傳感器輸出，傳感器極性響應，感應頻率和 磁靈敏度最適合您的應用。然后，設計磁子系統便面臨挑戰。（確定傳感器的方向，磁體的位置以及磁體的尺 寸和類型，以滿足操作要求并限制成本）。大多數機電產品設計工程師都沒有經驗，知識或工具來正確設計和驗證磁感應設計。在這種情況下，這些 物聯網設備設計人員應選擇藍蜂磁傳感器供應商，藍蜂會提供專門的應用工程支持，知識和工具，以協助磁傳感設計過程。

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