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【技术】涨姿势！小小非接触式传感器如何推动电器智能化？

2016-10-31 13:09:38 2436 半导体

0 磁簧开关磁簧开关因其简单性和可靠的性能，一直是低功率应用的热门选择。在家电领域，在冰箱和烤箱门中使用磁簧开关以检测门的打开或关闭状态。传感器向控制单元发出信号以迅速启动或停用电器中的LED照明。磁簧开关是一种由外加磁场操作的电子开关。它是不需要任何电能来运行的无源器件。这种开关由两个或三个被称为簧片的薄金属片构成，这些金属片顶端有电镀触点，它们之间有很小的间隔。簧片通常被密封在充满惰性气体的密封玻璃管中。磁簧开关的磁灵敏度开关点比固态数字开关要更为精确。对于在所有工作条件下能够发挥正常功能的系统的设计来说，高精度是非常重要的。由于磁簧开关的触点是密封的，从而避免了在许多电器中常见的极端温度、湿度和水分的影响，不会因此影响到它们的接触稳定性和运行寿命。磁簧开关的机械封装和焊端选择等还可以定制，从而可以轻松将这些传感器应用到各种应用中，包括家用电器。磁簧开关在电器中特殊的或具有挑战性的安装位置具有很强的适应性。例如，平面凸缘磁簧开关可以使用螺丝或安装柱安装到电器上。磁传感器可以包装在独特的、定制设计的胶囊内，以适合某一应用的具体安装位置。霍尔效应传感器霍尔效应传感器是基于半导体技术的传感器，原理是响应磁场的变化而改变输出电压。这些传感器将霍尔效应传感元件结合到电路中，以提供一个对应磁场变化的数字开/关或模拟输出信号，而无需动作任何部件。不同于磁簧开关，霍尔效应器件含有源电路，因此始终需要少量的电流。霍尔效应传感器在洗衣机转速传感器应用中十分普及。洗衣机滚筒的转速是由一个连接至电动机轴的多级磁体（16或32极）监控的。这个磁体在具有优异速度测量功能的霍尔效应传感器上旋转。反过来，这个数字速度信号被发送至控制单元，控制单元在内部控制着电机速度以获得各种转速周期。霍尔效应器件是可编程的，可以以各种方式加以使用以获得多种输出，包括数字、模拟和速度感测。输出电压或脉冲宽度调制（PWM）信号可以在0到360范围内进行编程。15度旋转可以是0.5V；160度旋转可以是4.5V。每旋转360度有多达四个点的多种编程点或段的选择。下面概述了霍尔效应技术的三个主要功能： 1）速度感应：霍尔效应技术是测量通过轮齿或磁体转速的常用技术。霍尔效应传感器对高达20千赫的脉冲速度非常有效，广泛应用于鼓筒旋转应用，如洗衣机。 2）旋转选择器位置：模拟旋转的霍尔效应传感器为控制旋钮位置感应提供了非接触式的解决方案。可编程的霍尔效应传感器可以用于控制洗衣机、干衣机和烤箱旋转控制，具有较高的分辨度和准确度。 3）线性感应：模拟霍尔效应传感器以一个霍尔芯片可以测量长达30毫米的线性长度。这使其适合用于一些水平感应应用和线性运动致动的测量。这些传感器的可编程设计使分辨度和准确度的调节变得容易。非接触式传感技术的影响灵活性和可靠性：对严格公差要求的应用，尤其是在安装传感器的空间非常有限的狭窄区域，使用非接触式传感技术可以使电器设计的方案选择更加灵活。这些技术在整个电器寿命中可提供改善的可靠性和耐久性，因为它们不受机械触点机械磨损或氧化堆积的影响。此外，非接触式传感器不会因许多家用电器中常见的温度和湿度变化而受到影响。增强的准确度：非接触式传感器的输出信号选项包括位置感应信号和线性或旋转感应的比率量度输出值。这些信号可以提供瞬时值，从而确保更严格的控制和更好的分辨度，带来增强的感应精确度。美观：与具有可见的杆或按钮的机械器件不同，非接触式技术的传感器和磁体致动器隐藏在电器面板的后面，改善了电器的美观。能源效率：非接触式传感解决方案帮助实现了家用电器所需要的能源效率从而获得能源之星评级。越来越多的能源之星电器的使用对环境产生的积极影响。环保署估计，能源之星产品每年可防止超过1.5亿吨的温室气体排放。这些产品每年还节省了2千亿瓦时的电力，占美国住宅用电的15%。自1992年启动以来，能源之星计划已节约了数十亿美元的能源使用开支。结论随着家用电器的智能化，家用电器中所用的传感器技术也越来越智能。对节能技术的需求和微控制器的使用帮助非接触式传感器确立了其在家电市场中的地位。低功耗非接触式传感器逐渐取代大型的机械开关和继电器，提高了现代家电的效率和性能。磁簧开关和霍尔效应传感器是非接触式技术，可提供具有更严格公差的灵活传感解决方案。使用这些先进的传感器，电器设计会更加可靠、耐用和美观，对环境的影响也会更小。 0
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