德國BALLUFF巴魯夫磁敏傳(chuan) 感器工作原理

磁敏傳(chuan) 感器，顧名思義(yi) 就是感知磁性物體(ti) 的存在或者磁性強度(在有效範圍內(nei) )這些磁性材料除永磁體(ti) 外，還包括順磁材料(鐵、鈷、 鎳及其它們(men) 的合金)當然也可包括感知通電(直、交)線包或導線周圍的磁場。

一， 傳(chuan) 統的磁檢測中首先被采用的是電感線圈為(wei) 敏感元件。特點正是無須在線圈中通電，一般僅(jin) 對運動中的永磁體(ti) 或電流載體(ti) 起敏感作用。後來發展為(wei) 用線圈組成振蕩槽路的。 如探雷器， 金屬異物探測器，測磁通的磁通計等. (磁通門，振動樣品磁強計)。

德國BALLUFF巴魯夫霍爾傳(chuan) 感器

霍爾傳(chuan) 感器是依據霍爾效應製成的器件。

霍爾效應：通電的載體(ti) 在受到垂直於(yu) 載體(ti) 平麵的外磁場作用時，則載流子受到洛倫(lun) 茲(zi) 力的作用，德國巴魯夫BALLUFF 並有向兩(liang) 邊聚集的傾(qing) 向由於(yu) 自由電子的聚集(一邊多一邊必然少)從(cong) 而形成電勢差， 在經過特殊工藝製備的半導體(ti) 材料這種效應更為(wei) 顯著。從(cong) 而形成了霍爾元件。早期的霍爾效應的材料Insb(銻化銦)。為(wei) 增強對磁場的敏感度在材料方麵半導 體(ti) IIIV 元素族都有所應用。近年來，除Insb之外，有矽襯底的，也有砷化镓的。霍爾器件由於(yu) 其工作機理的原因都製成全橋路器件，其內(nei) 阻大約都在 150Ω~500Ω之間。對線性傳(chuan) 感器工作電流大約在2~10mA左右，一般采用恒流供電法廠家批發1288元/個(ge) 。

Insb與(yu) 矽襯底霍爾器件典型工作電流為(wei) 10mA。而砷化镓典型工作電流為(wei) 2 mA。作為(wei) 低弱磁場測量，我們(men) 希望傳(chuan) 感器自身所需的工作電流越低越好。（因為(wei) 電源周圍即有磁場，就不同程度引進誤差。另外，目前的傳(chuan) 感器對溫度很敏感，通 的電流大了，有一個(ge) 自身加熱問題。（溫升）就造成傳(chuan) 感器的零漂。這些方麵除外附補償(chang) 電路外，在材料方麵也在不斷的進行改進。

霍爾傳(chuan) 感器主要有兩(liang) 大類，一類為(wei) 開關(guan) 型器件，一類為(wei) 線性霍爾器件，從(cong) 結構形式（品種）及用量、產(chan) 量前者大於(yu) 後者。霍爾器件的響應速度大約在1us 量級。

三，磁阻傳(chuan) 感器

磁阻傳(chuan) 感器，磁敏二極管等是繼霍爾傳(chuan) 感器後派生出的另一種磁敏傳(chuan) 感器。采用的半導體(ti) 材料於(yu) 霍爾大體(ti) 相同。但這種傳(chuan) 感器對磁場的作用機理不同，傳(chuan) 感器內(nei) 載流子運動方向與(yu) 被檢磁場在一平麵內(nei) 。（順便提醒一點，霍爾效應於(yu) 磁阻效應是並存的。在製造霍爾器件時 應努力減少磁阻效應的影響，而製造磁阻器件時努力避免霍爾效應（在計算公式中，互為(wei) 非線性項）。廠家批發1288元/個(ge) 在磁阻器件應用中，溫度漂移的控製也是主要矛盾，在器件製 備方麵，磁阻器件由於(yu) 與(yu) 霍爾不同，因此，早期的產(chan) 品為(wei) 單隻磁敏電阻。由於(yu) 溫度漂移大，現在多製成單臂（兩(liang) 隻磁敏電阻串聯）主要是為(wei) 補償(chang) 溫度漂移。目前也有 全橋產(chan) 品，但用法（目的）與(yu) 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(chuan) 感器由於(yu) 工作機理不同於(yu) 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。當後續電路不同對供電電源的穩定性及內(nei) 部噪聲要求高低有所不同。

四， 磁敏器件應用的問題

磁敏器件（單元）體(ti) 積問題：

在磁敏元件作為(wei) 檢測磁場而設計和製造的 ，磁敏傳(chuan) 感器一般檢測的概念是：測量磁場中某一點的磁性。作為(wei) 點的定義(yi) 在幾何學中是無限小的。在磁場檢測中，由於(yu) 磁場的麵積、體(ti) 積、縫隙大小等都是有限麵積（尺 寸），因此我們(men) 希望磁敏元件之麵積與(yu) 被測磁場麵積相比也應該是越小越準確。在磁場成像的技術中，元件體(ti) 積越小，在相同的麵積內(nei) 采集的像素就愈多。分辨率、 清晰度越高。在表麵磁場測量與(yu) 多級磁體(ti) 的檢測中，在磁柵尺中，必然有如此要求。從(cong) 磁敏元件工作機理看，為(wei) 提高靈敏度在幾何形狀處於(yu) 磁場中的幾何尺寸都有相 應要求，這與(yu) “點”的要求是相矛盾的。在與(yu) 國外專(zhuan) 家技術交流中得知，1999年俄羅斯專(zhuan) 家說他們(men) 製成了體(ti) 積0 .6mm得探頭（是幾個(ge) 研究所合作搞成的）。美國也有相應的產(chan) 品，售價(jia) 約70美元一隻。是否是目前zui高水平，未見其它報導。