加入星计划,您可以享受以下权益:

  • 创作内容快速变现
  • 行业影响力扩散
  • 作品版权保护
  • 300W+ 专业用户
  • 1.5W+ 优质创作者
  • 5000+ 长期合作伙伴
立即加入
  • 正文
    • 何谓传感器(Sensor)?
    • IoT与传感器
    • 【IoT有关的术语定义】
    • 地磁传感器
    • 各类磁传感器
    • 加速度传感器
    • 电容式加速度传感器
  • 推荐器件
  • 相关推荐
  • 电子产业图谱
申请入驻 产业图谱

深入了解磁传感器和加速度传感器

2023/02/11
1138
阅读需 7 分钟
加入交流群
扫码加入
获取工程师必备礼包
参与热点资讯讨论

何谓传感器(Sensor)?

传感器(Sensor)是指将收集到的信息转换成设备能处理的信号的元件或装置。

人类会基于视觉、听觉、嗅觉、触觉获得的信息进行行动,设备也一样,根据传感器获得的信息进行控制或处理。

传感器收集转换的信号(物理量)有温度、光、颜色、气压、磁力、速度、加速度等。

这些利用了半导体的物质变化,除此之外,还有利用酶和微生物等生物物质的生物传感器

IoT与传感器

所有物体都连接互联网的IoT(Internet of Things:物联网)。

不仅智能手机、个人电脑等通信设备,还包括医疗设备、可穿戴式设备、车载、自然环境、基础设施等,所有物体都能联网共享信息,从而创造更便利、更安心、更安全的社会。

实现这些所不可缺少的是检测状态的“传感器”。

【IoT有关的术语定义】

IoT: Internet of Things("物体"的互联网),指传感器嵌入到周围物体中,进行联网,从而物体之间,物体与人之间可以相互通信的状态。

德国・工业4.0:  是德国政府提出的旨在提升制造业智能化水平的概念,也是工业、政府、学术界共同推进的国家项目。推出新的概念,旨在通过工厂物联网,创造新的价值。

M2M: Machine to Machine: 指不以人为媒介,通过物体之间联网,直接通信。<P2M: People to Machine   人向物体通信>,<M2P: Machine to People   物体向人通信>

工业互联网: GE(Generel Electric Company)为中心提倡的工业IoT战略。

地磁传感器

地球被磁场磁力所包围,这被称为地磁。

地磁传感器是检测地球磁力的传感器,也被称为“电子罗盘”。

地磁传感器可以通过检测地磁来检测方向。

【围绕地球的地磁】

 

地磁传感器有X和Y两轴型以及添加了Z的三轴型,并测量各方向上的磁力值。

如果不考虑诸如简单罗盘之类的倾斜,则仅使用X轴和Y轴的值。当考虑倾斜时,需要将地磁传感器的3轴值与加速度传感器相结合,将其校正到正确的方向。

下图显示了地磁传感器水平旋转时X和Y值的分布。

图片

 

如果地磁传感器水平旋转,在不受周围磁场影响的理想情况下,输出分布图的圆心变为零。

然而,实际上中心因环境磁场的影响而移动,因此需要进行调整以将圆心移动到零。

地磁传感器导出的北极称为磁北(略偏离北极)。通过上述方程式计算该磁北的角度,可以容易知道方向。

各类磁传感器

磁传感器是一种旨在测量磁场的大小和方向的传感器。

根据目的不同有多种传感器,以下列举典型的传感器。

检测方法 霍尔 MR MI
构成
图片

图片

图片

抗噪声
(灵敏度)
×
消耗电流 ×
响应速度 ×
图片

图片

图片

 

霍尔传感器

基于霍尔效应测量磁通密度的传感器,输出与磁通密度成比例的电压。

它易于使用,主要用于非接触式开关应用,例如门和笔记本电脑等物体的打开和关闭检测。

MR传感器

MR(Magneto Resistance)传感器也被称为磁阻效应传感器,利用物体电阻因磁场变化来测量地磁大小的传感器。

灵敏度高于霍尔传感器,功耗更低,因此是一种使用更广泛的磁传感器。除了电子罗盘等地磁检测应用外,它还用于电机旋转和位置检测应用。

MI传感器

MI(Magneto Impedance)传感器是下一代磁传感器,采用特殊的非晶丝并应用了磁阻抗效应。

它的灵敏度比霍尔传感器高出10,000倍以上,并且可以高精度地测量地磁的微小变化。

可以应用于超低消耗电流的方位检测(电子罗盘),还可应用于室内定位、金属异物检测等高灵敏度特性的应用。

加速度传感器

加速度是指单位时间内产生的速度,测量加速度的IC就叫加速度传感器。

通过测量加速度,可以测得物体的倾斜、振动等信息。

加速度单位为m/s2(※国际单位制SI)。

另外,单位G是以※标准重力(1 G = 9.806 65m/s2)为基准的加速度值。

还有用于检测地震震动的加速度的单位※Gal(CGS单位制)。

※ 国际单位制SI(法语:Système international d'unités)

由长度m、重量kg、时间s (MKS单位)组合而成的国际单位。

※ 标准重力

物体在重力作用下产生的加速度。物体在自由落体时,物体每单位时间内增加的速度值(9.806 65m/s2)。

※ Gal

CGS(长度cm、重量g、时间s为基准)单位制的加速度单位。被定义为SI单位制的1/100(1Gal=0.01 m/s2 )。

加速度传感器一般分为低G加速度传感器和高G加速度传感器,如下图所示。

图片

 

电容式加速度传感器

罗姆集团加速度传感器是采用MEMS技术的电容式加速度传感器

传感器元件由Si制成的固定电极、可动电极和弹簧构成。未施加加速度的状态下,固定电极和可动电极间的距离相同。施加加速度,则可动电极移位。由此与固定电极的位置关系发生变化,电极间容量发生变化。容量的变化通过※ASIC转化为电压,算出加速度。

图片

推荐器件

更多器件
器件型号 数量 器件厂商 器件描述 数据手册 ECAD模型 风险等级 参考价格 更多信息
ADT75ARMZ-REEL7 1 Analog Devices Inc ±1°C Accurate, 12-Bit Digital Temperature Sensor
$2.61 查看
A1220LLHLT-T 1 Allegro MicroSystems LLC Hall Effect Sensor, -4mT Min, 4mT Max, 30-60mA, Rectangular, Surface Mount, SOT-23W, 3 PIN

ECAD模型

下载ECAD模型
$1.26 查看
AD590MH/883B 1 Rochester Electronics LLC ANALOG TEMP SENSOR-CURRENT, 0.5Cel, ROUND, THROUGH HOLE MOUNT, METAL CAN, TO-52, 3 PIN
$194.97 查看

相关推荐

电子产业图谱

东方微电科技(武汉)有限公司2018年成立于武汉光谷,国家高新技术企业,光谷瞪羚企业,由多名硕博股东发起,团队核心成员来自国内知名上市公司或科研机构,部分股东具有多年美国硅谷研发经验,顾问院士2名,创始人为光谷3551人才入选者。产品主要有:磁传感器件、磁探测器、磁罗盘(电子罗盘)、倾角传感器、姿态传感器(AHRS)、惯性测量单元(IMU)、数据采集及信号采集设备、物联网平台及应用程序的定制开发。