傳感器是將磁通量的大小和波動(dòng)轉(zhuǎn)換為電脈沖的設(shè)備。磁傳感器用于各種工業(yè)應(yīng)用，包括線性、角位移和旋轉(zhuǎn)傳感。

什么是磁傳感器？

磁傳感器根據(jù)通量、強(qiáng)度和方向測(cè)量磁場(chǎng)。幾年來(lái)，磁場(chǎng)傳感在許多行業(yè)中一直至關(guān)重要。

磁傳感器讀數(shù)（磁場(chǎng)的變化和變化）可用于監(jiān)測(cè)物品的位置、方向、轉(zhuǎn)數(shù)和角度、是否存在電流等。因此，磁傳感器被用于許多應(yīng)用中，例如汽車、軍事、機(jī)器人、醫(yī)療設(shè)備、空間設(shè)備、地球科學(xué)和工業(yè)測(cè)量。

磁性傳感器的類型

已經(jīng)生產(chǎn)了幾種磁傳感器，例如霍爾效應(yīng)傳感器、鈣鈦礦磁電阻器、磁通門傳感器、各向異性磁阻 (AMR) 傳感器和電感磁力計(jì)�；魻栃�應(yīng)傳感器是用于感應(yīng)磁場(chǎng)的最廣泛使用的傳感器之一。

然而，具有嵌入式開關(guān)和反饋線圈的各向異性磁阻 (AMR) 探測(cè)器最近已成為典型的現(xiàn)成組件，用于數(shù)字設(shè)備羅盤等中等精度技術(shù)。AMR 探測(cè)器的場(chǎng)精度是相同尺寸和功耗的霍爾效應(yīng)傳感器的 100 倍。

磁傳感器的工作原理

磁傳感器由帶有檢測(cè)磁矢量的磁阻元件和磁阻元件可識(shí)別的磁矢量偏置磁體的芯片組成。

傳感器中使用的芯片可用于檢測(cè)磁矢量的變化。當(dāng)磁阻元件的電阻發(fā)生變化時(shí)，該向量會(huì)觀察磁性體的活動(dòng)。

當(dāng)磁鐵與磁體配合產(chǎn)生電磁矢量偏置時(shí)，會(huì)在傳感器芯片內(nèi)部產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。該傳感器可用于啟用導(dǎo)航菜單中的指南針功能。

軟磁材料在監(jiān)測(cè)磁性、電流、位移和機(jī)械力的各種傳感器中發(fā)揮著重要作用。用于生產(chǎn)磁傳感器的最流行的軟磁材料包括晶體、納米晶體和多晶型軟磁化合物，例如鎳鐵合金和鎳鈷合金。

磁傳感器：優(yōu)點(diǎn)和局限性

磁性傳感器的主要優(yōu)點(diǎn)是成本低廉且堅(jiān)固耐用。磁力線不會(huì)被塑料、鋁、銅或其他非磁性材料截?cái)嗖⒘飨蛄硪粋?cè)。磁性傳感器可以利用這些特性來(lái)檢測(cè)物體。

此外，它們可用于各種傳感器任務(wù)，例如位置檢測(cè)、速度測(cè)量和運(yùn)動(dòng)方向感測(cè)。

同時(shí)，外部鐵磁干擾可能會(huì)影響磁傳感器中存在的磁場(chǎng)。由于這種對(duì)雜散磁場(chǎng)的脆弱性，測(cè)量精度可能會(huì)受到影響。

磁性傳感器無(wú)法測(cè)量距離大于 10 cm 的電流。解決這個(gè)問(wèn)題的唯一方法是使用能夠產(chǎn)生大磁場(chǎng)的極其強(qiáng)大的磁鐵。

高溫會(huì)對(duì)磁感應(yīng)能力產(chǎn)生影響，從而影響電荷載流子的遷移率以及霍爾效應(yīng)傳感器的靈敏度。

磁傳感器的應(yīng)用

磁性傳感器在各個(gè)領(lǐng)域都非常有用。它們可分為磁場(chǎng)檢測(cè)器、磁定位和范圍傳感器、磁接近開關(guān)、磁力、扭矩檢測(cè)器、磁流量計(jì)和電流傳感器。

磁傳感器的主要用途是位置測(cè)量。大多數(shù)用于位置測(cè)量的磁性傳感器都是圍繞霍爾效應(yīng)傳感器和微型永磁體構(gòu)建的。

工業(yè)擴(kuò)張的另一個(gè)主要領(lǐng)域是機(jī)器人技術(shù)和使用機(jī)器人進(jìn)行制造自動(dòng)化。磁性傳感器，尤其是線性和角度位置傳感器，在保持生產(chǎn)過(guò)程正常工作方面發(fā)揮著重要作用。磁鐵用于評(píng)估機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的精度和準(zhǔn)確性。

近年來(lái)，適應(yīng)性電子產(chǎn)品在醫(yī)療保健、娛樂(lè)和家用電器領(lǐng)域產(chǎn)生了獨(dú)特的應(yīng)用。結(jié)果，出現(xiàn)了一個(gè)健康且快速增長(zhǎng)的市場(chǎng)，預(yù)計(jì)到 2027 年將達(dá)到 76 億美元。在這種情況下，柔性磁傳感器的生產(chǎn)由于財(cái)務(wù)原因而具有吸引力，并開辟了新的應(yīng)用領(lǐng)域。

未來(lái)展望 

預(yù)計(jì) 2022 年至 2028 年間，全球磁傳感器市場(chǎng)將以 5.1% 的復(fù)合年增長(zhǎng)率 (CAGR) 發(fā)展，高于 2013 年至 2021 年間 4.0% 的復(fù)合年增長(zhǎng)率。

各行各業(yè)對(duì)霍爾效應(yīng)傳感器、3D 磁探測(cè)器和磁阻傳感器系統(tǒng)的需求不斷增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)將推動(dòng)全球磁傳感器市場(chǎng)的有吸引力的增長(zhǎng)機(jī)會(huì)。

柔性磁傳感器的生產(chǎn)在商業(yè)和新應(yīng)用領(lǐng)域都具有吸引力。未來(lái)的研究應(yīng)集中在改進(jìn)靈活和適應(yīng)性強(qiáng)的磁傳感器上，以改善其工業(yè)應(yīng)用。