技术文章—磁传感器在IoT领域中的应用
admin
2021-02-10 02:40:02
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无线技术的进步导致了低成本、低功耗、SoC(芯片上的系统)支持——支持大量的无线协议,如蓝牙,Zigbee, Z-Wave和ANT+。有了这些SoC,开发人员可以围绕家庭、企业、工厂和环境设计设备——以及安装或植入人体和动物体内的设备——这些设备可以通过互联网感知环境和交流。这些设备通常被称为物联网(IoT)设备。这类物联网设备中常用的三种磁传感器是TMR(隧穿磁阻传感器)、裸簧开关和霍尔传感器。设备设计者在了解这三种传感器的特点后,可以根据实际情况选择最优方案。

磁性传感器在物联网设备中扮演着重要的角色,让我们来看看一些例子。近距离感应是磁传感器非常普遍的应用。典型的例子是通常在家庭安全系统中安装的门窗传感器(图一),传感器安装在门或窗边框或外壳上,一个磁性装置安装在靠近传感器的门或窗扇上。当门或窗打开时,传感器检测到磁场和无线通讯的状态以达到安全系统的要求。

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图一:家庭安全系统

磁性传感器也可以用来计算车轮和仪表的转动。在工厂装置中,测量液体流量的流量计,如图二所示,通常采用磁传感器来感应推动器的转动。在自行车上,磁传感器计算车轮和曲轴的转动。磁性传感器也可以用来测量液位使用磁性浮子和一系列传感器,可以“感知”浮子随着液位的移动。所有这些应用程序都利用固定表面上的磁性传感器,并与附近表面上相对于传感器移动的磁铁一起工作。

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图二: 磁传感器在计量中的应用

通常情况物联网设备需要一个模式选择拨盘或面板,允许用户手动选择适当的模式或电平设置。传统的实现方法是使用机电触点,当拨号盘旋转时开关触点。然而,随着时间的推移,电气工程师们已经发现,机电触点容易失效。可以用一种非接触式设计来替代,这种设计在每个模式位置使用磁性传感器,并使用一块磁铁旋转来激活传感器。

最后,一个越来越普遍的磁传感器应用是触发“通电”功能。特别是对于密封的、小电池驱动的物联网设备,设计者需要一种方法来保持设备处于“断电”或“休眠”模式,直到使用者开始使用设备。很好的例子是可穿戴式连续血糖仪,用于测量和传达身体血糖水平给患者、医生和胰岛素泵(图三)。

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图三:可穿戴式连续血糖仪

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