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簧片开关与霍尔效应开关

两个传感器解决方案的技术应用

簧片开关的需求已经在最近显著上升。这主要是由于它们的机械结构,从而降低了能量消耗为零时开关处于被动状态。这就是为什么簧片开关是一个有吸引力的替代霍尔效应传感器对于其中能量效率和低功耗是关键的应用程序。

里德和霍尔效应技术是基于不同的建筑理念。两者被控制,并通过一个外部磁场来激活 - 然而的霍尔效应传感器仍然需要的电路操作,其需要的功率即使当传感器处于被动状态作为其结构原理是基于提供的输出的信号。簧片传感器,在另一方面,是机械开关,其仅由磁场激活切换的负载。如果没有收到此脉冲,它不消耗任何电量。这主要区别有多种用于这两种形式的技术的具体应用的后果。

“两种技术都有各自的特殊用途”
“基于磁簧传感器的需求已经对德国的能源转型的背景和要求,在终端设备制造重点发展的能源效率最近显著上升,”马丁Reizner,产品经理磁性位置传感器EMEA说,在传感器制造商Standex。Reizner没有看到这种趋势即将结束任何时间很快。“越来越多的制造商正切换到筘技术,特别是在白色家电如洗碗机和电冰箱或电池供电的设备的情况。”传感器制造商和客户都被集中在最小化应用程序的用电量,其可以被优化和/或根据通过使用簧片技术的设备的要求降低。

现实情况是:“这两种技术都有其特定的用途,”Reizner补充道。他认为霍尔效应传感器更适合1khz及以上的高速应用,因为这是簧片接触满足其物理工作边界的地方。对于频率低于1khz的应用,Reizner推荐使用簧片开关。这些应用包括用于白色家电的流量计。尽管目前还没有针对簧片开关的任何安全标准,而且每个应用程序都必须经过单独的授权和安全审批过程,但与霍尔效应传感器相比,簧片开关有一个关键的优势:开关滞后。

由于其物理特性,所述机械簧片开关设有开关滞后,其描述了舌簧开关的拉入和滴出点之间的差。换句话说,如果经过的磁体达到预先定义的拉入点5毫米远离簧片开关,例如,其刀片将关闭,并且舌簧开关现在是活动的。如果磁体继续移动,直到达到7mm的预定义的下拉出位置,它将只在这一点上关闭。这样一来,开关滞后等于2毫米。该特征可以在某些应用中,如与一个桨轮基于簧片水流量计是必需的。此开关是对水的波的随机运动,其可以稍微移动桨轮具有抗性。厂家不愿意开关被激活,这将导致测量进行拍摄,由于这种运动。之前该开关激活,并且计获取测量水流必须达到一定的速率。换句话说,如果簧片其滞后范围内切换移动时,它不会测量水单元。相比之下,霍尔效应传感器被激活或尽快停用的水动作。

世界上最小的簧片开关
簧片开关的机械结构对其成本也有影响。与霍尔效应传感器相比,簧片开关的制造成本更低,后者需要额外的外部开关、放大电路、温度稳定、短路保护和电力消耗等功能。在最小尺寸方面,芦苇开关可能无法与霍尔效应传感器相匹配,但Standex电子公司目前生产世界上最小的芦苇开关,其玻璃外壳只有不到4毫米长。亚搏官方app下载这使得无可匹敌的,紧凑的芦苇设计,可以与霍尔效应传感器的规模竞争。

簧片开关本身被封装在一个充满保护气体(通常是氮气)的玻璃外壳中。这个单元也由一个稳定的外壳保护。玻璃和外壳确保簧片开关密封,不受灰尘、油、水和化学物质等可能损害传感器功能的大气影响。这种密封装置还有另外一个好处,就是保护传感器不受腐蚀。簧片开关也提供了一些好处,当使用在极端的热条件,如在非常热或冷的温度。在这种情况下,霍尔效应传感器的性能和可靠性开始下降,而簧片开关在零下65度的温度下却能正常工作OC + 150OC(霍尔效应传感器:-55OC + 125OC)。

磁簧开关的机械特性也使其免疫抗电子干扰意味着它不需要对电磁放电(ESD)保护的任何不同,霍尔效应传感器。其结果是,簧片开关具有电磁兼容性(EMC)与邻近系统相关的设备的高的水平。霍尔效应传感器提供没有这样的EMC,因为它必须发出一个输出信号,并且因此需要功率的恒定供给。这意味着,特别是EMC必须采取预防措施,以霍尔效应传感器与相邻器件隔离。这里最有问题的区域是处理漏电流;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度为1015欧姆,比霍尔效应开关高出许多倍。漏电电流仍然发生在簧片开关上。然而,这些电流是在飞秒-安培范围内,这是如此的不实际,它是在公差适用于医疗设备。簧片开关所基于的机械原理也允许它测量微小的电压。这是因为50 mOhms的接触电阻很低,明显低于霍尔效应传感器的接触电阻。

使用芦苇开关可以切换的潜在负载的基本范围是巨大的:它从毫伏特到千伏特范围,从飞秒到安培到安培,并支持高达10ghz的频率。即使是最小的簧片开关也能隔离高达1000伏特的电压。不需要ESD保护。

特定于应用程序的配置
簧片开关是在各种不同的安匝和迟滞关于磁铁距离和磁体尺寸大小的可用。由于该开关的操作原则上,这些筘参数可适合于特定应用的要求,换句话说能效等级的特殊要求。这使得霍尔效应传感器处于劣势。霍尔芯片可以通过编程来弥补这个弱点,但它仍然落后于磁簧开关后面,当涉及到应用程序特定的配置。

霍尔效应传感器更适合于应用程序与频率高于1kHz。这些包括高转速传感器,用于测量每分钟的转数。由于缺乏开关滞后的,当它涉及到信号测量霍尔效应传感器还提供了更高的可重复性。这也意味着,他们有更长的生命周期。霍尔效应传感器和它的5亿次循环开关远远优于筘技术在这方面。然而,如果簧片开关需要切换低于5伏主要小负荷,如在仪表应用的情况下,开关周期成可使用簧片开关来实现的数十亿美元。

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