应用场景遍地开花，接近传感器朝着多样化发展

电子发烧友网报道（文/李诚）接近传感器是一种非接触式的行为感知传感器，一般情况下接近传感器通过检测磁场、电流变化确定被测物体的移动和存在信息，并将检测到的接近信息转换为开关电信号输出。同时接近传感器也被称为接近开关，是传统接触式限位开关检测方式的一种衍生物。
 
应用普及，接近传感器多样化发展
 
随着工业自动化、数码设备智能化的持续演进，接近传感器的应用也得以铺开，成为了智能化生产中不可缺失的一环。在各个应用领域快速普及的同时，接近传感器也在多样化发展的路线上不断前进，并在传统的电感式接近传感器、电容式接近传感器的基础上衍生出了光电式接近传感器以及超声波传感器。
 
光电式接近传感器主要由一个光源发射器和一个光源接收检测器组成，工作原理与激光雷达类似，都是通过向外界发射光束来检测被测目标的存在，只要是能够反射光线或阻挡光线的物体都可作为检测目标，在实际应用中光电式接近传感器多用于感应式水龙头、感应式手部烘干机等。
 
超声波接近传感器是通过声音回传的方式检测目标物，主要应用于工业、汽车领域，感应检测范围在2.5m以内，同时还能实现距离测距功能。下面我们来共同了解一下几款助力智能化发展的接近传感器产品。
 
AMS最小光电式接近传感器
 
基于在光学领域上的绝对优势，AMS推出了一款可应用于TWS耳机，为其提供入耳检测功能的光电式接近传感器TMD2636，该传感器在软硬件等多方面实现了创新，集成了入耳检测与电源管理的功能。
 

 
图源：AMS

 
据AMS表示，这款传感器是当时业界内最小的一款接近传感器，规格尺寸为2*1*0.35mm，最薄处仅有0.35mm，芯片体积为0.7mm³，能够轻松地放置于1~2mm的圆柱形耳机杆内部，为TWS耳机厂商提供更为灵活的产品设计。AMS还表示该传感器的体积相较于目前市面上的主流传感器小30%以上。极小的芯片尺寸有利于终端设备的小型化设计，为其他电子元件空出更多宝贵的空间，集成更多提升用户体验的功能，助力TWS耳机差异化发展。
 
TMD2636是一款采用了940nm红外垂直腔体表面发射器的红外接近传感器，通过近红外光电探测器与负责控制电路的配合，能够在弱光环境中完成对高度扩散和光谱失真的材料提供稳定可靠的近距离接近检测功能。在实际应用中可根据使用需求，分别对时序与功率进行配置调整传感器的灵敏度和在工作中产生的噪声，接近检测的触发条件也可以通过调整触发阈值的上、下限完成。
 
为提升探测精度与抗干扰能力，AMS对这款传感器进行了深入的设计，采用了串扰抑制和高环境光抗扰性的设计以及高效的算法，尽可能地降低测量值与实际值得误差。同时还引入了多有的专利技术用于设计数字型I2C通信接口，在终端产品设计中，通常会使用两个或两个以上的传感器用以提升用户的使用体验，这一专利技术的引进可将两个TMD2636都集成在一条总线上，极大的降低了多器件系统电路的设计难度。
 
在电源管理与系统功耗方面，这款传感器加入了电源管理功能，当接近传感器检测到耳机处于佩戴状态时，耳机会自动开机。反之，移除时自动关断电源。通过接近传感器集成电源管理的方式使得TWS耳机的电源管理功能更加智能化。同时这款的工作与待机能效也很低，当传感器处于工作状态时，平均电流在70μA左右，当处于待机状态下时，系统的待机功耗仅为工作功耗的1/100（0.7μA）。
 
TI超声波接近传感器模拟前端
 
超声波接近传感器，主要是通过接收检测目标回传的声波进行移动与存在判断的，相较于其他类型的接近传感器，超声波接近传感器在探测距离方面更具优势，且不受被测物体的形状与透明度影响，多在玻璃、塑料和液位检测中应用。
 
此前，TI推出了一款基于汽车、工业、医疗领域应用的液位超声波接近传感器模拟前端TDC1000 。

 
图源：TI

 
TDC1000是一款可根据实际应用场景编程的超声波AFE，是液位测量仪以及距离/接近传感测量装置的理想选择。TDC1000可通过编程的方式，对传感器的工作频率在31.25kHz至4MHz之间进行调解。该芯片的测量范围高达8ms，共配备了两个发射器通道和接收器通道，可满足单传感器或双传感器的应用需求。同时接收器通道还集成了低噪声、可编程的增益放大器和比较器，产生的抖动极低，可在低流量和零流量的液位检测中实现皮秒级的分辨率和测量精度。
 
在系统能效方面，TDC1000可根据不同的工作模式，进行自适应的功耗优化，平均工作电流为1.8μA，可在2.7~5.5V的宽压范围内稳定工作。
 
结语
 
接近传感器在工业自动化，消费类电子智能化的发展浪潮中持续演进，朝着多样化的方向快速发展。在消费类电子应用中，接近传感器有利于降低设备的系统功耗，增强设备的续航能力，在工业应用中促进了传统工业向自动化的转型。