控制的吸引力：樓宇自動化中的磁傳感

您可能聽說過“異性相吸”這句話。這個普遍相關的短語源自磁力，在磁力中，相反的兩極，北極 (N) 和南極 (S) 會相互吸引。您可能還記得小時候玩磁鐵時的情形。但是，許多人并沒有意識到在日常生活中的許多系統(tǒng)和產(chǎn)品中都使用了磁鐵。

今天的建筑和家庭都配備了智能技術，以實現(xiàn)更安全、更方便、更節(jié)能的生活。Littelfuse是磁傳感解決方案的全球領導者。其樓宇自動化解決方案可幫助設計人員創(chuàng)建物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 設備，從而提高建筑物的安全性、可靠性、便利性和能源效率。傳感器解決方案提供與篡改、位置、速度和溫度以及其他變量相關的信息。下面將介紹與樓宇自動化應用相關的三種磁傳感器技術：簧片、霍爾效應和隧道磁阻 (TMR)。

磁傳感技術

三種領先的磁傳感器方法包括干簧傳感器、霍爾效應器件和 TMR 傳感器。

蘆葦

干簧傳感器是封裝在外殼內(nèi)的干簧開關，用于簡化安裝/連接和針對環(huán)境影響的額外保護（圖 1). 這些傳感器通常安裝在機械系統(tǒng)中。裸簧開關可以很容易地安裝在電路板上。然而，對于門安全傳感器等應用，干簧管需要一個保護殼/外殼以便處理和安裝。這些封裝通過保護簧片開關的裸露玻璃來抵抗機械應力。干簧傳感器需要零功率才能運行。它們可以承載高達 100W 的負載，并提供各種尺寸的 NO、NC、CO。這些開關在 X、Y 和 Z 感測方向上工作，適用于超低功耗電池應用。它們可以切換功率級負載，具有最大的安裝靈活性，并能在最寬的溫度范圍內(nèi)穩(wěn)定運行。

圖 1：Littelfuse 簧片開關在 X、Y 和 Z 傳感方向上工作，工作時消耗零功率，使其適用于超低功耗電池應用。（來源：貿(mào)澤電子）

霍爾效應

霍爾效應器件是一種基于半導體的集成電路，帶有響應磁場的霍爾板（圖 2）?；魻栃夹g使復雜的傳感器能夠用于各種汽車、電子和工業(yè)產(chǎn)品應用?；魻栃O備提供用于接近和連續(xù)旋轉(zhuǎn)或線性定位的數(shù)字或模擬輸出信號。與簧片開關不同，霍爾效應設備包含有源固態(tài)電路，因此它始終消耗電流。這些設備提供數(shù)字、模擬和可編程配置，非常適合高沖擊或高振動環(huán)境。它們對數(shù)十億次操作都是可靠的，適用于角度位置感測和高速切換。

圖 2：圖像顯示了霍爾效應設備的示例，即Littelfuse 55110法蘭安裝霍爾效應傳感器?；魻栃骷冀K消耗電流，適用于角度位置感測和高速開關。（來源：貿(mào)澤電子）

隧道磁阻 (TMR)

隧道磁阻（TMR）元件是一種新型磁阻傳感器。與當今可用的霍爾效應傳感技術相比， TMR 傳感器具有更好的線性度、更好的溫度穩(wěn)定性、更高的靈敏度和更低的功耗（圖 3）。傳感器是沒有移動部件的固態(tài)設備。與霍爾效應一樣，這些傳感器有數(shù)字和模擬兩種形式，并且需要非常少的功率來運行（甚至低于霍爾效應傳感器所需的功率）。在所涵蓋的三個磁傳感器中，它們提供最高級別的靈敏度。它們非常適合高沖擊和高振動環(huán)境，并提供高達數(shù)十億次操作的可靠性。它們還需要操作所需的最微型磁鐵。

圖 3：與霍爾效應技術相比，Littelfuse TMR 開關系列具有更好的線性度、更好的溫度穩(wěn)定性、更高的靈敏度和更低的功耗。（來源：貿(mào)澤電子）

小設計審慎

高噪聲環(huán)境可能需要過壓 (OV) 保護?；魻栃?TMR 傳感器都顯示出對電磁干擾 (EMI) 和靜電放電 (ESD) 的敏感性?？拷?a target="_blank">電機、發(fā)電機、電抗電路組件或長電纜線束 (>1m) 可能會造成損壞。提醒設計工程師考慮適當?shù)脑O備保護措施，包括諸如用于高噪聲的Littelfuse 瞬態(tài)電壓抑制器 (TVS) 二極管或用于低噪聲情況的Littelfuse SD05 單/雙向 TVS 二極管等選項。

表 1：磁感應應用示例

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建筑計量和安全應用

干簧傳感器在防篡改應用方面具有明顯的優(yōu)勢。干簧傳感器不耗電，因此可延長系統(tǒng)電池壽命并提供 3D 防篡改保護。在計米方面，里德目前處于領先地位；但是，在電池壽命不那么重要的某些情況下，TMR 可能有意義。Reed 擁有超過 1 億個單元的可靠記錄（并且還在增加）。Reed 是室內(nèi)安全應用的直接贏家。更換為干簧傳感器可以在電池壽命方面收回成本，而且無需撥打服務電話。

結(jié)論

今天的建筑和家庭都配備了智能技術，以實現(xiàn)更安全、更方便、更節(jié)能的生活。Littelfuse 磁性傳感器是樓宇自動化控制的極具吸引力的選擇。

審核編輯黃昊宇