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IFM磁性传感器使用原理和使用技术
更新时间:2019-04-04   点击次数:732次

IFM磁性传感器使用原理和使用技术:

磁传感器广泛用于现代工业和电子产品中以感应磁场强度来测量电流、位置、方向等物理参数。在现有技术中,有许多不同类型的传感器用于测量磁场和其他参数。
例如采用霍尔(Hall)元件,各向异性磁电阻(Anisotropic Magnetoresistance, AMR)元件或巨磁电阻(Giant Magnetoresistance, GMR)元件为敏感元件的磁传感器。TMR(Tunnel MagnetoResistance)元件是近年来开始工业应用的新型磁电阻效应传感器,其利用的是磁性多层膜材料的隧道磁电阻效应对磁场进行感应,比之前所发现并实际应用的AMR元件和GMR元件具有更大的电阻变化率。我们通常也用磁隧道结(Magnetic Tunnel Junction, MTJ)来代指TMR元件,MTJ元件相对于霍尔元件具有更好的温度稳定性,更高的灵敏度,更低的功耗,更好的线性度,不需要额外的聚磁环结构;相对于AMR元件具有更好的温度稳定性,更高的灵敏度,更宽的线性范围,不需要额外的set/reset线圈结构;相对于GMR元件具有更好的温度稳定性,更高的灵敏度,更低的功耗,更宽的线性范围
电气数据
工作电压 [V] 10...36 DC; (符合cULus - Class 2标准)
防护等级 III
反相保护 是
输出
输出功能 2 x 常闭,1 x 常开
开关量输出DC电压降zui大值 [V] 5.4
zui小的负载电流 [mA] 2
漏电流zui大值 [mA] 0.5
开关量输出DC的持续电流负载 [mA] 80
开关频率DC [Hz] 0.5
短路保护 是
短路保护类型 脉冲
过载保护 是
监控范围
测量范围 [mm] 62...137
精度/偏差
迟滞 [mm] 0.5
工作条件
环境温度 [°C] -40...70
外壳防护等级 IP 20; IP 67; (活塞侧面: IP 20; 接插件侧面: IP 67)
认证/测试
EMC电磁兼容
EN 61000-4-2 ESD 4 kV CD / 8 kV AD
EN 61000-4-3 HF电磁场辐射 3 V/m
EN 61000-4-4 Burst 2 kV
EN 61000-4-6 射频场感应的传导抗扰度 10 V
EN 55011 发射 等级B
IEC 60255-5 4 kV 线对线,Ri: 500Ohm
机械技术数据
重量 [g] 0.001
尺寸 [mm] Ø 40 / L = 120
原材料 黄铜 白青铜-镀层; 接插件外壳: PA; 活塞: 特种钢
拧紧扭矩 [Nm] < 20
显示器/操作件
显示
开关状态 4 x 90° LED, 黄色 OUT 1
开关状态 4 x 90° LED, 红色 OUT 3
注释
注释
出厂状态: 所有输出 / LED灯关闭/闪烁
说明 符合客户特殊要求的型号标示
包装单位 1 件数
电气连接 - 插头
接口 接插件: 1 x M12; 触头: 镀金的
产品 感应距离 输出功能 输出 尺寸 连接方式
MGS206 70 mm 常闭 DC PNP M18 x 1 / L = 60 mm 接插件
MGS204 70 mm 常开 DC PNP M18 x 1 / L = 60 mm 接插件
MGS205 70 mm 常开 DC NPN M18 x 1 / L = 60 mm 接插件
MFS211 60 mm 常开 DC PNP M12 x 1 / L = 60 mm 接插件
MFS210 60 mm 常闭 DC PNP M12 x 1 / L = 60 mm 接插件
MFS209 60 mm 常开 DC NPN M12 x 1 / L = 60 mm 接插件
MGT203 70 mm 常开 DC PNP M18 x 1 / L = 60 mm 接插件
MFT202 60 mm 常开 DC PNP M12 x 1 / L = 60 mm 接插件
MFT204 60 mm 常开 DC PNP Ø 12 / L = 60 mm 接插件
IFM磁性传感器使用原理和使用技术发展趋势编辑:
磁传感器未来的发展趋势有以下几种特点:
1、高灵敏度。被检测信号的强度越来越弱,这就需要磁性传感器灵敏度得到极大提高。应用方面包括电流传感器、角度传感器、齿轮传感器、太空环境测量。
2、温度稳定性。更多的应用领域要求传感器的工作环境越来越严酷,这就要求磁传感器必须具有很好的温度稳定性,行业应用包括汽车电子行业。
3、抗干扰性。很多领域里传感器的使用环境没有任何屏蔽,就要求传感器本身具有很好的抗干扰性。包括汽车电子、水表等等。
4、小型化、集成化、智能。要想做到以上需求,这就需要芯片级的集成,模块级集成,产品级集成。
5、高频特性。随着应用领域的推广,要求传感器的工作频率越来越高,应用领域包括水表、汽车电子行业、信息记录行业。
6、低功耗。很多领域要求传感器本身的功耗极低,得以延长传感器的使用寿命。应用在植入身体内磁性生物芯片,指南针等等。
磁传感器的应用与市场编辑
磁传感器的应用十分广泛,已在国民经济、国防建设、科学技术、医疗卫生等领域都发挥着重要作用,成为现代传感器产业的一个主要分支。在传统产业应用和改造、资源探查及综合利用、环境保护、生物工程、交通智能化管制等各个方面,它们发挥着愈来愈重要的作用。下面就一些重要方面的应用作一论述。
磁传感器的产业应用
磁传感器已经在许多领域获得了产业性的应用,每年所需用的磁传感器的总数量以数十亿计。
1.1 电机工业
无刷电动机具有体积小、重量轻、效率高、调速方便、维护少、寿命长、不产生电磁干扰等一系列优点,年需求量数以亿计。
在无刷电动机中,用磁传感器来作转子磁极位置传感和定子电枢电流换向器。许多磁传感器,霍尔器件、威根德器件、磁阻器件等都可以使用,但大量使用的,主要是霍尔器件。
电机的转速检测和控制使用了的旋转编码器,过去多用光编码器。磁编码器的使用显示出越来越多的优点,正在逐渐取代光学器件。使用磁传感器还可以对电机进行过载保护(主要用霍尔电流传感器)及转矩检测。
1.2 电力电子技术
电力电子表技术是电力技术和电子技术的结合,可实现交直流电流的相互变换,并可在所需的范围内实现电流、电压和频率的自由调节。采用这些技术和产品,可做成各种特殊电源(如UPS、高频电源、开关电源、弧焊机逆变电源等)和交流变频器等产品(交流变频器用于电机调速,节能效果*)。这些变流装置的核心,是大功率半导体器件。以磁传感器为基础的各种电流传感器被用来监测、控制和保护这些大功率器件。霍尔电流传感器响应速度快,且依靠磁场和被控电路耦合,不接入主电路,因而功耗低,抗过载能力强,线性好,可靠性高,既可作为大功率器件的过流保护驱动器,又可作为反馈器件,成为自控环路的一个控制环节。使用变流技术可以大量节能,国外使用的电能95%是经过变换来的,国内变流技术虽已受到高度重视,但仅有5%的电能经过这种变换,可见具有巨大的应用前景。其中,可能吸纳大量的电流传感器,是磁传感器的又一巨大的产业性应用领域。
1.3 能源管理
电网的自动检测系统需采集大量的数据,经计算机处理之后,对电网的运行状况实施监控,并进行负载的分配调节和安全保护。自动监控系统的各个控制环节,都可用以磁传感器为基础的电流传感器、互感器等来实现。霍尔电流传感器已逐步在电网系统中得到应用。用霍尔器件作成的电度表已从研制逐步转向实用化,它们可自动计费并可显示功率因数,以便随时进行调整,保证用电。
1.4 计算机技术与信息读写磁头
磁信息记录装置除磁带、磁盘等之外,还有磁卡、磁墨水记录帐册、磁记录等,对磁信息存储和读出传感器有巨大需求。感应磁头,薄膜磁阻磁头,非晶磁头等都获得了大量的使用。随着记录密度的提高,例如高到100G字节,需要更高灵敏度和空间分辨力的磁头。以多层金属薄膜为基础的巨磁阻磁头、用非晶合金丝制作的非晶合金磁头、巨磁阻抗磁头等正展开激烈的竞争。
1.5 汽车工业
在汽车中,使用大量的电机(汽车每辆约需40~60台电机,一般汽车中也有15台,这些电机呈现出无刷化趋势),其中使用磁传感器的数量之大,不言而喻;另一个大量使用磁传感器的是汽车的ABS系统(防抱制动系统),平均每台汽车要使用4~6只速度传感器,使用的主要是感应式速度传感器。正在逐步推广的新型的霍尔齿轮传感器,以及威氏器件、非晶器件、磁阻器件等即将进入这一领域。
另外是汽车发动机系统点火定时用的速度传感器及点火器。这些方面也主要使用感应传感器。霍尔齿轮传感器和霍尔片开关已经在一些车型中使用。据霍尼威尔公司报导,截止1996年6月,他们已向汽车工业供应了8000万只霍尔翼片开关和300万只霍尔齿轮速度传感器。据预测,未来在一辆汽车中,将采用30多只象霍尔传感器那样的磁传感器。
还有在工业自动控制、机器人、办公自动化、家用电器及各种安全系统等领域,除大量使用无刷直流电机,交流变频器等之外,在电冰箱、空调器、电饭煲等装置中,使用了大量的磁性温度控制器,上世纪80年代中期已经超过数亿只。

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