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传感器面面观:干簧管与霍尔效应传感器
作者:John Beigei Robhall
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在你的应用中,霍尔效应传感器较为现代化而干簧管传感器将仍然是最佳选择

几年前自从介绍了霍尔效应传感器以来,它夺得了设计师的设计想象力,一般认为固态器件比机械电子器件更为可靠。然而,当比较干簧管传感器技术与霍尔传感器技术时,可观察到一些值得注意的优点。

干簧管传感器技术

在干簧管传感器中关键的元件是簧片开关,它是由Western Electric公司在1940年发明的。其它主要元件是开或关的弹性簧片及磁铁或电磁铁。

经过了60年,干簧管开关得到了一些改进,使得更可靠,在改进质量的同时又降低了成本。由于这些引人注目的改进,干簧管开关在某些要求质量、可靠性及安全为至上的苛刻应用中成为设计的选择。

干簧管传感器的质量及可靠性最引人注目的应用是于自动测试设备(ATE)。在这种设备中技术是一流的。干簧开关被用于干簧继电器,它应用于IC、ASIC、硅片的测试设备中及印制板测试设备中,作为开关。在这些应用中,一个测试系统中干簧管继电器就可能达到2万个。

一个继电器的故障率制定为50ppm至,因此为满足这个要求,干簧继电器的质量水平要比50ppm的要求好得多。至今,还没有听到过有一个机电器件有这样的质量水平。相似地,它同样也适用于一些半导体器件。

一旦除了初始工作的质量测试以外,干簧管继电器需要在它的寿命内很好地执行工作。在这一点上它们已经证实了胜过所有其它开关器件。这是因为在很多情况下,ATE一天工作24小时,一周工作7天,它所占的费用是最主要的。因此干簧继电器的工作寿命需要上百万次。

另一个有利于干簧管继电器的例子是它用作气襄传感器,在这个系统中它通过了在严酷的安全应用中的时间测试。干簧管传感器是广泛地用于很多要求高的汽车安全设备(例如敏感刹车液的高度),在很多医疗仪器上的应用,这包括烧灼设备,起博器等医疗电子设备等,在这些设备中,干簧管继电器隔离了小的漏电流。

干簧管传感器与霍尔效应传感器的比较

在干簧管和霍尔效应两种传感器的技术上,其尺寸都在缩小。然而,当干簧管传感器与霍尔效应传感器相比较时(见附表),可以看到干簧管的一些优点:

1、 霍尔效应器件一般价格低,但需要加上昂贵的电源电路供电,其输出信号也是那么低,通常也要加放大电路。可以认为其最后结果是霍尔效应传感器比干簧管传感器更贵。
2、 干簧管开关从输入到输出有优良的绝缘及开关的绝缘电阻达10 Ω。其结果是漏电流为10 A的水平。在医疗电子设备中插入人体的探针或起博器,对这些设备要求不能有任何漏电流接近心脏,这一点是十分重要的,微安或亚微安电流能改变心脏关键的电的能动性。
3、 干簧传感器是密封的,因此它能几乎工作于任何环境(如对温度无影响)。
4、 干簧开关的触头在导通时有极低的导通电阻,典型值低到50mΩ,而霍尔效应传感器可能有上百欧姆。
5、 干簧传感器能直接开关信号范围从几纳伏到千伏,电流从飞安到安,频率从直流到6GHz。霍尔效应器件输出范围是很受限制的。
6、 干簧传感器提供磁灵敏度有一个较大的范围。
7、 干簧传感器对ESD是不敏感的,而ESD常可能损坏霍尔效应传感器。
8、 干簧管传感器能经受很高的电压(最小的额定值是1000V)。霍尔效应器件需外部电路其额定值到100V。
9、 干簧管传感器能经受3英尺跌落的典型试验,该跌落试验与霍尔效应传感器是相似的。
10、 因为干簧管传感器无磨损元件,低级负载(在10mA时低于5V及更低)工作可达百万次。这相当于半导体微细加工器件的数字。
11、 干簧管传感器对温度环境没有影响,典型的工作温度范围从-50℃到+150℃,无特别附加条件、限制或费用。霍尔效应传感器工作温度范围有限制。

干簧管产品有很多很好的应用。某些干簧管继电器工厂在设计苛刻应用上是极好的,在质量、可靠性及安全性上是一流的。

newmaker.com

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文章内容仅供参考 (投稿) (10/15/2008)
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