磁传感器的应用场景分析-参考版

磁传感器的应用场景分析

磁传感器为电流传感、接近传感、线性速率或转动速率传感，以及定向磁异态检测，角度、位置或位移测量等许多传感方面的问题提供了独特的解决方案。了解磁传感器技术背后的概念和它们最合适的应用将有助于帮您决定选择的磁传感器是否是您的

最佳应用解决方案。

磁传感器的应用十分广泛，今天，我们就来掰一掰磁传感器在国民经济、国防建设、科学技术、医疗卫生等各个领域的应用状况。

一、工业上用途广泛

在工业应用领域，最流行的磁性传感器类型是电流传感器，包括分流电阻器、霍尔效应集成电路、电流感应变压器、开环与闭环霍尔器件以及磁通门传感器。

1、电机在无刷电动机中，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，磁传感器中，霍尔器件、威根德器件、磁阻器件等都可以使用，但主要还是以霍尔传感器为主。另外磁传感器还可以对电机进行过载保护及转矩检测；

交流变频器用于电机调速，节能效果极好；磁编码器的使用正在

逐渐取代光编码器来对电机的转速进行检测和控制，例如，在电动车窗之中，传感器可以确定轴转动了多少圈，以控制车窗升降器的行程，传感器也可以探测到人手造成的异常负载情况，提供所谓的“防夹”功能，在碰到物体的时候，电机可以反转；

用于直流电机换向和探测电流的电动助力转向传感器也是一个

快速增长的应用，用于代替电动液压型系统。

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。这些变频装置的核心，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。

使用变频技术可以大量节能，我国的变频技术改造，将需求大量的电流传感器，这将是磁传感器的又一巨大的产业性应用领域。

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，是用磁传感器为基础的电流传感器、互感器等来实现。霍尔电流传感器早已在电网系统中得到应用，用霍尔器件作成的电度表可自动计费并可显示功率因数，以便随时进行调整，保证高效用电。

第四代的TMR磁传感器温度稳定性好，对温度不敏感，线性度好，灵敏度高，不需要聚磁，因此采用TMR磁传感器的电流传感器具有体积小，温度特性好，精度高，整体成本低的特点，在智能电表计量领域具有非常重要的优势。在气表和热力表上也有同样的TMR磁传感器的应用。

4、磁信息记录装置

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、钞票的磁记录等，对磁信息存储和读出传感器有巨大需求。目前，感应磁头，TMR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、巨磁阻抗磁头等都被广泛地应用。

5、交通控制

目前，在加强行车支持道路系统(AHS)、智能运输系统(ITS)和道路交通信息系统(VICS)等的开发与建设中，高灵敏度、高速响应的微型DMR磁传感器大有用武之地。例如，用分辨率可达1nT的SI传感器，可构成ITS传感器（作高速路上的道路标志，测车轮角度，货车接近距离），汽车通过记录仪（测通行方向、速度、车身长度、车种识别）、停车场成批车辆传感器、加速度传感器（测车辆通过时路桥的振动等）等。

利用GMR传感器可放置在公路上探测到车辆大小、位置等数据，用于监控高速公路车流量和停车场车辆停放情况。GMR也可用在公路的收费亭，从而实现收费的自动控制。

为了保障动车运行的安全，在动车沿线每隔两公里铺一个磁性传感器，当动车没电的时候信号就可以自动传到调度中心；美国的NVE公司已经把GMR传感器用在车辆的交通控制系统上。

二、在汽车中的应用无处不在

磁传感器在汽车上的应用尤其普遍，例如包括汽车安全、汽车舒适性、汽车节能降耗等。它在汽车中主要被用于车速、倾角、角度、距离、接近、位置等参数检测以及导航、定位等方面的应用，比如车速测量、踏板位置、变速箱位置、电机旋转、助力扭矩测量、曲轴位置、倾角测量、电子导航、防抱死检测、泊车定

位、安全气囊与太阳能板中的缺陷检测、座椅位置记忆、改善导航系统的航向分辨率。

当一块磁铁固定在转动轮子的边沿而GMR磁阻传感器固定在轮子的旁边并保持一定的距离时，磁铁随轮子而转动，轮子转动一圈，就会产生一个电压脉冲输出。这类基本轮转速感测、扭矩感测应用大量使用在汽车刹车系统（ABS）和助力转向（EPS）系统上。

霍尔开关器件无触点、无磨损、输出波形清晰、无抖动、无回跳、位置重复精度高，工作温度范围宽，可达-55℃～150℃。开关型霍尔传感经过一次磁场强度的变化，则完成了一次开关动作，输出数字信号，可以计算汽车或机器转速、ABS系统中的速度传感器、汽车速度表和里程表、机车的自动门开关、无刷直流电动机、汽车点火系统等。

在节能降耗中，磁传感器的应用能够让马达控制或换向更加精确。此外，汽车电子线控节气门系统和电池监测、智能电扇等都有着磁传感器的身影。

在混合动力电动汽车中，磁传感器用于监控辅助电机逆变器。逆变器用于把电池直流电转换成电机的交流电。这种转换需要使用三个电流传感器，电机的每个相位都需要一个。

高级汽车也需要使用霍尔IC和AMR传感器。中低档轿车中有10多种电机，如风扇冷却、交流发电机以及风挡雨刷；豪华