磁敏傳感器中霍爾元件及霍爾傳感器的生產(chǎn)量是最大的。它主要用于無(wú)刷直流電機(jī)(霍爾電機(jī))中，這種電機(jī)用于磁帶錄音機(jī)、錄像機(jī)、XY記錄儀、打印機(jī)、電唱機(jī)及儀器中的通風(fēng)風(fēng)扇等。另外，霍爾元件及霍 爾傳感器還用于測(cè)轉(zhuǎn)速、流量、流速及利用它制成高斯計(jì)、電流計(jì)、功率計(jì)等儀器。磁敏傳感器是傳感器產(chǎn)品的一個(gè)重要組成部分， 隨著我國(guó)磁敏傳感器技術(shù)的發(fā)展，其產(chǎn)品種類和質(zhì)量將會(huì)得到進(jìn)一步發(fā)展和提高，汽車、民用儀表等這些量大面廣的應(yīng)用領(lǐng)域即將實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)，電流傳感器、高斯計(jì)等產(chǎn)品已經(jīng)開始走入國(guó)際市場(chǎng)，與國(guó)外產(chǎn)品的差距正在快速縮小。

磁敏傳感器顧名思義就是感知磁性物體的存在或者磁性強(qiáng)度(在有效范圍內(nèi))這些磁性材料除永磁體外，還包括順磁材料(鐵、鈷、 鎳及其它們的合金)當(dāng)然也可包括感知通電(直、交)線包或?qū)Ь€周圍的磁場(chǎng)。一， 傳統(tǒng)的磁檢測(cè)中首先被采用的是電感線圈為敏感元件。特點(diǎn)正是無(wú)須在線圈中通電，一般僅對(duì)運(yùn)動(dòng)中的永磁體或電流載體起敏感作用。后來(lái)發(fā)展為用線圈組成振蕩槽路的。 如探雷器， 金屬異物探測(cè)器，測(cè)磁通的磁通計(jì)等，(磁通門，振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì))。二， 霍爾傳感器霍爾傳感器依據(jù)霍爾效應(yīng)制成的器件。霍爾效應(yīng)：通電的載體在受到垂直于載體平面的外磁場(chǎng)作用時(shí)，則載流子受到洛倫茲力的作用， 并有向兩邊聚集的傾向，由于自由電子的聚集(一邊多一邊必然少)從而形成電勢(shì)差， 在經(jīng)過(guò)特殊工藝制備的半導(dǎo)體材料這種效應(yīng)更為顯著。從而形成了霍爾元件。早期的霍爾效應(yīng)的材料Insb(銻化銦)。為增強(qiáng)對(duì)磁場(chǎng)的敏感度，在材料方面半導(dǎo) 體IIIV 元素族都有所應(yīng)用。近年來(lái)，除Insb之外，有硅襯底的，也有砷化鎵的?；魻柶骷捎谄涔ぷ鳈C(jī)理的原因都制成全橋路器件，其內(nèi)阻大約都在 150Ω~500Ω之間。對(duì)線性傳感器工作電流大約在2~10mA左右，一般采用恒流供電法。Insb與硅襯底霍爾器件典型工作電流為10mA。而砷化鎵典型工作電流為2 mA。作為低弱磁場(chǎng)測(cè)量，我們希望傳感器自身所需的工作電流越低越好。因?yàn)殡娫粗車从写艌?chǎng)，就不同程度引進(jìn)誤差。另外，傳感器對(duì)溫度很敏感，通 的電流大了，有一個(gè)自身加熱問(wèn)題。(溫升)就造成傳感器的零漂。這些方面除外附補(bǔ)償電路外，在材料方面也在不斷的進(jìn)行改進(jìn)?；魻杺鞲衅髦饕袃纱箢?，一類為開關(guān)型器件，一類為線性霍爾器件，從結(jié)構(gòu)形式(品種)及用量、產(chǎn)量前者大于后者?；魻柶骷捻憫?yīng)速度大約在1us 量級(jí)。

磁敏電阻傳感器，作為磁場(chǎng)檢測(cè)的關(guān)鍵元件，其核心在于利用鐵磁性物質(zhì)的磁阻效應(yīng)。傳感器內(nèi)部構(gòu)造精妙，由磁性材料與金屬電極組成電阻元件，當(dāng)外部磁場(chǎng)施加于磁性材料時(shí)，會(huì)誘發(fā)其磁化狀態(tài)的變化。這一變化進(jìn)而導(dǎo)致電阻元件在不同方向上電阻值的差異，形成所謂的磁敏電阻。正是基于這種電阻值隨磁場(chǎng)變化的特性，磁敏電阻傳感器能夠精準(zhǔn)地將磁場(chǎng)信息捕捉并轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，為磁場(chǎng)強(qiáng)度測(cè)量、位置檢測(cè)、安全監(jiān)控等諸多領(lǐng)域提供了可靠的技術(shù)支持。其高精度、高靈敏度及成本效益，使得磁敏電阻傳感器在電子設(shè)備與儀器中得以廣泛應(yīng)用，展現(xiàn)了其在電子領(lǐng)域的獨(dú)特價(jià)值與重要地位。

什么是磁敏傳感器?

磁敏傳感器通常是指將磁場(chǎng)的大小和變化轉(zhuǎn)換為電信號(hào)的傳感器。

以地球磁場(chǎng)(地磁)或磁鐵為例的磁場(chǎng)，就是一個(gè)典型例子。將不可見(jiàn)磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)和可見(jiàn)效應(yīng)的磁傳感器是長(zhǎng)期以來(lái)研究的主題。

磁敏傳感器始于幾十年前使用電磁感應(yīng)效應(yīng)的傳感器，之后慢慢擴(kuò)展到電流磁效應(yīng)、磁阻效應(yīng)、約瑟夫森效應(yīng)和其他物理現(xiàn)象的應(yīng)用。

二、磁敏傳感器原理

1、霍爾元件--磁敏傳感器

霍爾元件磁敏傳感器是一種利用霍爾效應(yīng)的器件。“霍爾”來(lái)源于霍爾博士發(fā)現(xiàn)霍爾效應(yīng)的名字。

霍爾元件磁敏傳感器原理是基于在電流流過(guò)的物體上施加垂直于電流的磁場(chǎng)時(shí)，電動(dòng)勢(shì)出現(xiàn)在與電流和磁場(chǎng)都正交的方向上的現(xiàn)象。

當(dāng)向薄膜半導(dǎo)體施加電流時(shí)，霍爾效應(yīng)會(huì)輸出與磁通密度及其方向相對(duì)應(yīng)的電壓。

即使在磁通密度不變的靜態(tài)磁場(chǎng)的情況下，霍爾元件也可以檢測(cè)到磁場(chǎng)。因此，霍爾元件用于各種應(yīng)用，例如與磁鐵組合使用的非接觸式開關(guān)、角度傳感器和電流傳感器。使用霍爾元件的地磁傳感器廣泛用于智能手機(jī)和其他應(yīng)用。

2、線圈-磁敏傳感器

線圈磁敏傳感器是最簡(jiǎn)單的磁傳感器，可以檢測(cè)磁通密度的變化。

線圈磁敏傳感器原理：當(dāng)磁鐵靠近線圈時(shí)，線圈中的磁通密度增加了 ΔB。然后，在線圈中產(chǎn)生產(chǎn)生沿阻礙磁通密度增加的方向的磁通的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)/感應(yīng)電流。反之，將磁鐵移離線圈會(huì)降低線圈中的磁通密度，因此在線圈中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，從而增加磁通密度。

此外，由于磁鐵不移動(dòng)時(shí)磁通密度沒(méi)有變化，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或感應(yīng)電流。通過(guò)測(cè)量該感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向和大小，可以檢測(cè)磁通密度的變化。

由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，線圈不易損壞。然而，輸出電壓取決于磁通量的變化率?？赡軣o(wú)法使用線圈來(lái)檢測(cè)固定磁體或變化非常緩慢的磁通量。

3、簧片開關(guān)-磁敏傳感器

簧片開關(guān)是一種磁敏傳感器，其中從左右兩側(cè)延伸的金屬片(簧片)被封裝在玻璃管中，在簧片的重疊位置留有間隙。

簧片開關(guān)-磁敏傳感器原理：當(dāng)外部施加磁場(chǎng)時(shí)，這些簧片會(huì)被磁化。當(dāng)簧片被磁化時(shí)，重疊部分相互吸引并接觸，然后開關(guān)打開。

4、磁阻元件(MR)--磁敏傳感器

磁阻元件(MR)傳感器元件是利用磁阻效應(yīng)(MR效應(yīng))的磁傳感器元件。有許多使用不同工作原理的 MR 傳感器類型。

MR效應(yīng)是一種電阻隨磁場(chǎng)變化而變化的現(xiàn)象,這是一種發(fā)生在磁性材料(例如鐵、鎳或鈷)中的效應(yīng)。

MR 效應(yīng)需要了解電子自旋以及洛倫茲力如何使用電子電荷起作用。

磁阻元件(MR)傳感器原理：當(dāng)電子穿過(guò)鐵磁材料(具有一定磁性的材料)并且電子的自旋發(fā)生波動(dòng)時(shí)，磁化材料中(電子)的散射概率會(huì)上升和下降。這就是導(dǎo)致MR效應(yīng)的原因。

磁傳感器的應(yīng)用領(lǐng)域

工業(yè)自動(dòng)化

在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，磁傳感器被廣泛應(yīng)用于電機(jī)控制、位置檢測(cè)、速度測(cè)量等方面。例如，在電機(jī)控制系統(tǒng)中，磁傳感器可以檢測(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)速和位置，實(shí)現(xiàn)精確的速度控制和位置控制。在自動(dòng)化生產(chǎn)線中，磁傳感器可以檢測(cè)工件的位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)和物流管理。

汽車電子

在汽車電子領(lǐng)域，磁傳感器起著至關(guān)重要的作用。例如，在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)中，磁傳感器可以檢測(cè)曲軸和凸輪軸的位置和轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)精確的燃油噴射和點(diǎn)火控制。在汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(ABS)中，磁傳感器可以檢測(cè)車輪的轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)防抱死制動(dòng)功能。此外，磁傳感器還廣泛應(yīng)用于汽車電子穩(wěn)定系統(tǒng)(ESP)、胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(TPMS)等方面。

消費(fèi)電子

在消費(fèi)電子領(lǐng)域，磁傳感器也有廣泛的應(yīng)用。例如，在智能手機(jī)中，磁傳感器可以檢測(cè)手機(jī)的方向和位置，實(shí)現(xiàn)屏幕自動(dòng)旋轉(zhuǎn)和指南針功能。在平板電腦和筆記本電腦中，磁傳感器可以檢測(cè)蓋子的開合狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)休眠和喚醒功能。此外，磁傳感器還廣泛應(yīng)用于數(shù)碼相機(jī)、游戲機(jī)等消費(fèi)電子產(chǎn)品中。

醫(yī)療設(shè)備

在醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域，磁傳感器也有重要的應(yīng)用。例如，在磁共振成像(MRI)設(shè)備中，磁傳感器可以檢測(cè)磁場(chǎng)的強(qiáng)度和均勻性，確保成像質(zhì)量。在醫(yī)療監(jiān)護(hù)設(shè)備中，磁傳感器可以檢測(cè)患者的生理參數(shù)，如心率、呼吸率等。此外，磁傳感器還廣泛應(yīng)用于醫(yī)療器械的定位和導(dǎo)航等方面。