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磁簧开关与霍尔效应开关

技术应用两个传感器解决方案

近年来,对簧片开关的需求显著上升。这主要是由于它们的机械结构,在开关处于无源状态时,将能量消耗降低到零。这就是为什么在节能和低功耗的应用中,簧片开关是霍尔效应传感器的一个有吸引力的替代品。

Reed和Hall效应技术基于不同的建筑概念。两者都是通过外部磁场来控制和激活的,然而霍尔效应传感器仍然需要电路来运行,即使传感器处于无源状态也需要电源,因为它的构造原理是基于提供输出信号。另一方面,簧片传感器是一个机械开关,只通过磁场激活来切换负载。如果它没有收到这个脉冲,它不消耗任何电力。这一关键差异对两种技术的具体应用产生了各种各样的影响。

“这两种技术都有自己的特定用途”
传感器制造商Standex的磁位置传感器EMEA产品经理马丁•雷兹纳(Martin Reizner)表示:“在德国能源转型的背景下,以及在终端设备制造中优先考虑能源效率的要求,近来对基于芦苇的传感器的需求显著上升。”Reizner认为这种趋势不会很快结束。越来越多的制造商开始转向簧片技术,尤其是在洗碗机、冰箱等白色家电或电池驱动的设备上。“传感器制造商和客户都在关注最小化应用程序的电力消耗,通过使用簧片技术,可以根据设备的要求优化和/或降低电力消耗。”

现实的情况是:“这两种技术都有自己的特定用途,” Reizner补充道。他认为,霍尔效应传感器更适合于高速应用在1千赫以上的范围内,因为这是簧片触点满足其物理操作的边界。对于频率的应用低于1kHz,Reizner建议簧片开关。这些应用包括流量计,这是在白色家电中使用。即使对于簧片开关和每个应用程序必须经过独立认证和安全认证过程中还没有任何安全标准,他们提供了一个关键的优势在霍尔效应传感器:开关滞后。

由于其物理特性,机械簧片开关具有开关磁滞特性,磁滞特性描述簧片开关的拉进点和拉出点之间的差异。换句话说,如果一个经过的磁铁到达了距簧片开关5毫米的一个预先定义的拉入点,例如,它的叶片将关闭,簧片开关现在是活跃的。如果磁铁继续移动,直到达到预先定义的退出位置7毫米,它将只关闭在这一点。所以开关磁滞等于2毫米。这个功能可能需要在某些应用程序中,如reed-based水流量计桨轮。这个开关可以抵抗波浪的随机运动,波浪会轻微地移动桨轮。制造商不希望开关被激活,因为这样的移动会导致测量被采取。水流必须达到一定的速率后,开关才会被激活,仪表才会进行测量。换句话说,如果簧片开关在它的磁滞范围内移动,它就不能测量水的单位。相比之下,霍尔效应传感器在水移动时被激活或停用。

最小磁簧开关世界
簧片开关的机械结构还具有在它的成本的效果。簧开关便宜产生比霍尔效应传感器,后者需要的功能,如附加的外部开关,放大电路,温度稳定,短路保护和电力消耗。簧片开关可能无法向霍尔效应传感器在其最小尺寸方面匹配,但是Standex电子目前生产在世界上最小的簧片开关与玻璃外壳是略低于40毫米长。雷竞技电竞外围这使得无与伦比,紧凑的设计芦苇能大小与霍尔效应传感器竞争。

舌簧开关本身被封闭在填充有保护性气体,通常为氮气的玻璃外壳。这个单元也由一个稳定的外壳元件的保护。玻璃和外壳确保簧片开关被气密地从大气影响如灰尘,油,水和化学物质,这可能损害传感器的功能密封。气密密封件具有保护传感器免受腐蚀的附加益处。磁簧开关还提供了许多好处在极端温度条件,如在极热或冷的温度下使用时。霍尔效应传感器开始的在这种条件下的性能和可靠性方面之苦,而在钢筘从温度切换完美功能-65ØC至+150ØC(霍尔效应传感器:-55ØC至+ 125ØC)。

簧片开关的机械特性也使它免疫电子干扰意味着它不需要任何保护防止电磁放电(ESD),不像霍尔效应传感器。因此,簧片开关与邻近系统相关设备具有高水平的电磁兼容性(EMC)。霍尔效应传感器不提供这样的EMC,因为它必须发出一个输出信号,因此需要一个恒定的电源供应。这意味着必须采取特定的EMC预防措施,将霍尔效应传感器与邻近设备隔离开来。这里最成问题的领域是处理泄漏电流;特殊的静电放电(ESD)保护是必不可少的。

簧片开关的最大隔离是1015欧姆,这比一个霍尔效应开关的高许多倍。泄漏电流仍然发生与簧片开关。然而,这些电流在fempto放大器范围内,这是如此无实质它是施加到医疗装置的公差内。在其上的簧片开关是基于机械原理还允许它来测量微小的电压。这是由于50毫欧姆,这是显著低于霍尔效应传感器的接触电阻的低接触电阻。

可以使用一个舌簧开关来切换电位的负载的基本范围是巨大的:它从纳伏到千伏范围延伸,从fempto安培到安培和实现高达的频率至10GHz。即使是最小的磁簧开关都能够隔离起来的电压1000伏。没有ESD保护需要这个。

特定于应用程序的配置
簧片开关可用在各种大小不同的安匝和以详实磁铁距离和磁铁的大小。由于该开关的工作原理,这些簧片参数可以适应特定的应用要求,换句话说,能源效率等级的特殊要求。这使得霍尔效应传感器处于劣势。一个霍尔芯片可以被编程来弥补这一弱点,但它仍然滞后于簧片开关,当它涉及到特定的应用程序配置。

霍尔效应传感器更适合频率高于1khz的应用。其中包括用于测量每分钟转数的高速传感器。由于缺乏开关滞后,霍尔效应传感器也提供了更高的重复性时,信号测量。这也意味着它们有更长的生命周期。霍尔效应传感器和它的5亿次开关周期在这方面远远优于簧片技术。然而,如果簧片开关需要开关5伏特以下的主要小负载,如在电表应用的情况下,使用簧片开关可以实现数十亿的开关周期。

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