德國B(niǎo)ALLUFF巴魯夫磁敏傳感器工作原理

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度(在有效范圍內)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)當然也可包括感知通電(直、交)線(xiàn)包或導線(xiàn)周?chē)拇艌?chǎng)。

一， 傳統的磁檢測中首先被采用的是電感線(xiàn)圈為敏感元件。特點(diǎn)正是無(wú)須在線(xiàn)圈中通電，一般僅對運動(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(xiàn)圈組成振蕩槽路的。 如探雷器， 金屬異物探測器，測磁通的磁通計等. (磁通門(mén)，振動(dòng)樣品磁強計)。

德國BALLUFF巴魯夫霍爾傳感器

霍爾傳感器是依據霍爾效應制成的器件。

霍爾效應：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，德國巴魯夫BALLUFF 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)從而形成電勢差， 在經(jīng)過(guò)特殊工藝制備的半導體材料這種效應更為顯著(zhù)。從而形成了霍爾元件。早期的霍爾效應的材料Insb(銻化銦)。為增強對磁場(chǎng)的敏感度在材料方面半導 體IIIV 元素族都有所應用。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理的原因都制成全橋路器件，其內阻大約都在 150Ω~500Ω之間。對線(xiàn)性傳感器工作電流大約在2~10mA左右，一般采用恒流供電法廠(chǎng)家批發(fā)1288元/個(gè)。

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)測量，我們希望傳感器自身所需的工作電流越低越好。（因為電源周?chē)从写艌?chǎng)，就不同程度引進(jìn)誤差。另外，目前的傳感器對溫度很敏感，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。這些方面除外附補償電路外，在材料方面也在不斷的進(jìn)行改進(jìn)。

霍爾傳感器主要有兩大類(lèi)，一類(lèi)為開(kāi)關(guān)型器件，一類(lèi)為線(xiàn)性霍爾器件，從結構形式（品種）及用量、產(chǎn)量前者大于后者?；魻柶骷捻憫俣却蠹s在1us 量級。

三，磁阻傳感器

磁阻傳感器，磁敏二極管等是繼霍爾傳感器后派生出的另一種磁敏傳感器。采用的半導體材料于霍爾大體 相同。但這種傳感器對磁場(chǎng)的作用機理不同，傳感器內載流子運動(dòng)方向與被檢磁場(chǎng)在一平面內。（順便提醒一點(diǎn)，霍爾效應于磁阻效應是并存的。在制造霍爾器件時(shí) 應努力減少磁阻效應的影響，而制造磁阻器件時(shí)努力避免霍爾效應（在計算公式中，互為非線(xiàn)性項）。廠(chǎng)家批發(fā)1288元/個(gè)在磁阻器件應用中，溫度漂移的控制也是主要矛盾，在器件制 備方面，磁阻器件由于與霍爾不同，因此，早期的產(chǎn)品為單只磁敏電阻。由于溫度漂移大，現在多制成單臂（兩只磁敏電阻串聯(lián)）主要是為補償溫度漂移。目前也有 全橋產(chǎn)品，但用法（目的）與霍爾器件略有差異。據報導磁阻器件的響應速度同霍爾1uS量級巴魯夫BALLUFF。

磁阻傳感器由于工作機理不同于霍爾，因而供電也不同，而是采用恒壓源（但也需要一定的電流）供電。當后續電路不同對供電電源的穩定性及內部噪聲要求高低有所不同。

四， 磁敏器件應用的問(wèn)題

磁敏器件（單元）體積問(wèn)題：

在磁敏元件作為檢測磁場(chǎng)而設計和制造的 ，磁敏傳感器一般檢測的概念是：測量磁場(chǎng)中某一點(diǎn)的磁性。作為點(diǎn)的定義在幾何學(xué)中是無(wú)限小的。在磁場(chǎng)檢測中，由于磁場(chǎng)的面積、體積、縫隙大小等都是有限面積（尺 寸），因此我們希望磁敏元件之面積與被測磁場(chǎng)面積相比也應該是越小越準確。在磁場(chǎng)成像的技術(shù)中，元件體積越小，在相同的面積內采集的像素就愈多。分辨率、 清晰度越高。在表面磁場(chǎng)測量與多級磁體的檢測中，在磁柵尺中，必然有如此要求。從磁敏元件工作機理看，為提高靈敏度在幾何形狀處于磁場(chǎng)中的幾何尺寸都有相 應要求，這與“點(diǎn)”的要求是相矛盾的。在與國外專(zhuān)家技術(shù)交流中得知，1999年俄羅斯專(zhuān)家說(shuō)他們制成了體積0 .6mm得探頭（是幾個(gè)研究所合作搞成的）。美國也有相應的產(chǎn)品，售價(jià)約70美元一只。是否是目前zui高水平，未見(jiàn)其它報導。