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)國產(chǎn)，電流傳感器、高斯計(jì)等產(chǎn)品已經(jīng)開始走入國際市場，與國外產(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。一， 傳統(tǒng)的磁檢測中首先被采用的是電感線圈為敏感元件。特點(diǎn)正是無須在線圈中通電，一般僅對運(yùn)動(dòng)中的永磁體或電流載體起敏感作用。后來發(fā)展為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(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?；魻栃?yīng)：通電的載體在受到垂直于載體平面的外磁場作用時(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)從而形成電勢差， 在經(jīng)過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)對磁場的敏感度，在材料方面半導(dǎo) 體IIIV 元素族都有所應(yīng)用。近年來，除Insb之外，有硅襯底的，也有砷化鎵的。霍爾器件由于其工作機(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。作為低弱磁場測量，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?，就不同程度引進(jìn)誤差。另外，傳感器對溫度很敏感，通 的電流大了，有一個(gè)自身加熱問題。(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。霍爾器件的響應(yīng)速度大約在1us 量級。

磁敏電阻傳感器，作為磁場檢測的關(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變化的特性，磁敏電阻傳感器能夠精準(zhǔn)地將磁場信息捕捉并轉(zhuǎn)換為電信號，為磁場強(qiáng)度測量、位置檢測、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的大小和變化轉(zhuǎn)換為電信號的傳感器。

以地球磁場(地磁)或磁鐵為例的磁場，就是一個(gè)典型例子。將不可見磁場轉(zhuǎn)換為電信號和可見效應(yīng)的磁傳感器是長期以來研究的主題。

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?！盎魻枴眮碓从诨魻柌┦堪l(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的物體上施加垂直于電流的磁場時(shí)，電動(dòng)勢出現(xiàn)在與電流和磁場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應(yīng)的電壓。

即使在磁通密度不變的靜態(tài)磁場的情況下，霍爾元件也可以檢測到磁場。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單的磁傳感器，可以檢測磁通密度的變化。

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/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)磁通密度沒有變化，不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢或感應(yīng)電流。通過測量該感應(yīng)電動(dòng)勢的方向和大小，可以檢測磁通密度的變化。

由于結(jié)構(gòu)簡單，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法使用線圈來檢測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、速度測量等方面。例如，在電機(jī)控制系統(tǒng)中，磁傳感器可以檢測電機(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，磁傳感器可以檢測磁場的強(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。