干簧传感器与霍尔传感器两者有什么区别?
干簧管传感器的质量及可靠性最引人注目的应用是用于自动测试设备(ATE),在这种设备中技术是一流的。
更多
干簧传感器和霍尔传感器都是检测磁场的常用元件,但它们在工作原理、性能和适用场景上存在显著区别。以下是主要区别:
-
工作原理:
- 干簧传感器(干簧管):
- 本质上是一个机械开关。
- 由两个密封在玻璃管内的铁镍合金(铁磁材料)簧片触点构成。
- 当外部磁铁靠近时,磁场使两个簧片磁化,相向弯曲并接触,从而闭合电路(导通)。
- 磁铁移开时,簧片依靠自身的弹性复位,触点断开(断开)。
- 需要物理接触才能工作(簧片闭合接触)。
- 霍尔传感器:
- 基于半导体霍尔效应的固态电子器件。
- 核心是霍尔元件薄片。当施加偏置电流(Vcc)并垂直于电流方向施加磁场时,会在薄片两侧产生与磁场强度和方向成正比的霍尔电压(Vh)。
- 输出的霍尔电压很微弱,需要内部集成放大器和比较器等电路进行信号调理和处理。
- 没有活动部件,完全通过检测磁场引起的电荷偏转(霍尔电压)来工作。
- 干簧传感器(干簧管):
-
输出信号:
- 干簧传感器: 本质上是开关(继电器触点)。
- 只有两种状态:导通(ON/闭合) 或 断开(OFF/常开)。
- 常开(NO)、常闭(NC)或转换型。
- 输出是简单的开关量(数字信号),不需要额外供电(虽然驱动回路需要电源)。
- 霍尔传感器: 输出形式多样:
- 开关量输出: (最常见)当磁场强度超过某个阈值(Bop)时,内部晶体管导通(输出低电平或高电平);磁场低于某个阈值(Brp)时,输出翻转。是有源输出,需要供电(Vcc),提供数字高/低电平。
- 模拟(线性)输出: 霍尔电压放大后直接输出,输出电压与感测到的磁场强度成线性比例关系。也是有源输出。
- 特殊输出: 如锁存型(双极)、比例型等。
- 干簧传感器: 本质上是开关(继电器触点)。
-
动作特性:
- 干簧传感器:
- 需要达到一定的磁场强度阈值才能使簧片闭合。
- 动作和释放点接近,回差小。
- 响应时间相对较慢(毫秒级),簧片动作需要时间。
- 霍尔传感器:
- 开关型: 有明确的动作点(Bop)和释放点(Brp),通常存在回差(Bop > Brp),可以防止开关在阈值附近抖动。
- 线性型: 输出连续变化。
- 响应时间非常快(微秒级甚至更高),无机械延迟。
- 干簧传感器:
-
可靠性/寿命:
- 干簧传感器: 含有机械运动部件(簧片),存在金属疲劳问题。长期使用后簧片弹性会下降,触点可能磨损或粘连。寿命通常有限(千万次到上亿次开关循环),不适合超高动作频率。
- 霍尔传感器: 没有活动部件,是固态器件。理论上寿命无限(取决于电子元件的寿命),耐震动、耐冲击,适用于高循环次数和要求超长寿命的场合。
-
功耗:
- 干簧传感器: 被动式开关。本身不耗电(触点闭合时通路的电流是其负载电路电流),驱动其输出状态的电路(如作为信号源驱动微控制器输入)需额外电源,但器件本身无静态功耗。
- 霍尔传感器: 有源器件,需要持续供电(Vcc)才能工作。即使在无磁场时也会消耗一定的静态电流(通常很低,微安级到毫安级)。
-
频率响应:
- 干簧传感器: 响应频率较低(通常<1kHz),受簧片机械动作速度限制。
- 霍尔传感器: 响应频率很高(从DC到几百kHz甚至MHz),尤其开关型速度非常快,特别适合高速计数/测速应用(如电机转速)。
-
磁场检测能力:
- 干簧传感器: 通常对磁场强度和极性要求不高。只要达到阈值,无论磁铁方向(N极靠近或S极靠近),通常都能触发闭合(但双向磁场或振荡磁场可能导致颤振)。
- 霍尔传感器:
- 开关型: 通常区分磁场极性(单极、双极、全极)。动作阈值取决于具体型号。
- 线性型: 可以检测磁场强度和方向(极性)。
-
抗环境干扰:
- 干簧传感器: 玻璃管封装通常不耐强烈冲击和震动,强振动会导致触点意外接触(误动作)。对外部磁场干扰敏感(附近强磁体可能导致误动作或无法释放)。工作温度范围受限(玻璃受冷热应力影响)。
- 霍尔传感器: 固态封装,耐震动和冲击。对机械扰动不敏感。部分型号可能受强电场/电磁干扰影响(需要良好设计和屏蔽)。工作温度范围通常更宽。
-
电流/电压能力:
- 干簧传感器: 簧片触点可直接切换相对较大的电流(mA到A级)和电压(几十到几百伏AC/DC),适合某些需要直接驱动的应用。
- 霍尔传感器: 输出端(通常是晶体管)承载电流(mA级)和耐压(几十伏)能力有限。通常需要额外的接口电路或继电器来驱动大负载。
-
成本:
- 干簧传感器: 结构相对简单,技术成熟,通常成本较低。
- 霍尔传感器: 集成更多电子元件,通常成本略高(尤其是高精度或特殊功能的型号),但随着技术发展,基本开关型霍尔成本已很低。
总结:
| 特性 | 干簧传感器 | 霍尔传感器 |
|---|---|---|
| 工作原理 | 机械磁化簧片接触 | 半导体霍尔效应(无触点) |
| 核心结构 | 簧片/玻璃管(有活动部件) | 霍尔元件+IC(固态) |
| 输出类型 | 常开/常闭触点(开关量) | 开关量输出 / 模拟量(线性)输出 |
| 动作特点 | 阈值触发,回差小,响应慢(ms) | 阈值明确有回差(开关型),响应快(µs级) |
| 可靠性/寿命 | 有限寿命(千万-亿次),有磨损 | 理论上无限寿命(固态),耐冲击震动 |
| 功耗 | 被动(不耗电) | 主动(需供电,有静态功耗) |
| 工作频率 | 低(<1 kHz) | 高(可达MHz) |
| 磁场检测 | 强度触发(极性不敏感) | 开关型(方向敏感);线性型(强度&方向) |
| 环境适应性 | 怕冲击/强振动/外部强磁场 | 不怕振动冲击;需注意EMI干扰;温度范围更宽 |
| 电流/电压能力 | 可直接切换较大电流/电压 | 输出驱动能力弱,需外部电路驱动大负载 |
| 成本 | 通常较低 | 通常较高(基本开关型已很低) |
应用场景选择:
- 干簧传感器适用于: 低成本的简单开关检测(门磁、液位浮球开关)、需要直接切换中小功率负载、非频繁动作、对响应速度要求不高、非剧烈震动环境的场合。当外部有强恒定磁场或高频振荡磁场时要谨慎使用。
- 霍尔传感器(开关型)适用于: 需要高速、高可靠性、长寿命、高动作频率的场合(电机转速测量、无刷电机换相、齿盘/编码器计数)、位置检测(尤其是精密位置或需要检测磁场极性的地方)、存在振动冲击的应用、密封/集成化设计。
- 霍尔传感器(线性型)适用于: 需要测量磁场强度或连续变化位置的应用(电流检测、非接触式角度/位移传感器、磁梯度计)。
简单来说:干簧管是机械开关,霍尔传感器是电子开关/传感器。 选择哪个取决于你对成本、速度、寿命、精度、负载能力、可靠性和环境适应性的要求。在大多数现代电子设备中,尤其是在需要高速、高可靠性的地方,霍尔传感器已成为主流;但在低成本、需要直接驱动或简单磁控开关的场合,干簧管仍有其用武之地。
干簧技术-斯丹麦德液位传感器&浮子手册(新)
电子发烧友网站提供《干簧技术-斯丹麦德液位传感器&浮子手册(新).pdf》资料免费下载
资料下载
Standexe_2021
2023-09-12 11:49:33
7天热门专题
换一换
换一换
- 如何分清usb-c和type-c的区别
- 中国芯片现状怎样?芯片发展分析
- vga接口接线图及vga接口定义
- 华为harmonyos是什么意思,看懂鸿蒙OS系统!
- 芯片的工作原理是什么?
- ssd是什么意思
- 什么是蓝牙?它的主要作用是什么?
- 汽车电子包含哪些领域?
- TWS蓝牙耳机是什么意思?你真的了解吗
- 什么是单片机?有什么用?
- 升压电路图汇总解析
- plc的工作原理是什么?
- 再次免费公开一肖一吗
- 充电桩一般是如何收费的?有哪些收费标准?
- ADC是什么?高精度ADC是什么意思?
- EDA是什么?有什么作用?
- 中科院研发成功2nm光刻机
- 苹果手机哪几个支持无线充电的?
- dtmb信号覆盖城市查询
- 怎样挑选路由器?
- 华为芯片为什么受制于美国?
- 元宇宙概念股龙头一览
- type-c四根线接法图解
- 锂电池和铅酸电池哪个好?
- 什么是场效应管?它的作用是什么?
- 如何进行编码器的正确接线?接线方法介绍
- 虚短与虚断的概念介绍及区别
- 晶振的作用是什么?
- 大疆无人机的价格贵吗?大约在什么价位?
- 苹果nfc功能怎么复制门禁卡
- 单片机和嵌入式的区别是什么
- amoled屏幕和oled区别
- BLDC电机技术分析
- 复位电路的原理及作用
- dsp是什么意思?有什么作用?
- iphone13promax电池容量是多少毫安
- 苹果无线充电器怎么使用?
- 芯片的组成材料有什么
- 特斯拉充电桩充电是如何收费的?收费标准是什么?
- 直流电机驱动电路及原理图
- 自举电路图
- 通讯隔离作用
- 苹果笔记本macbookpro18款与19款区别
- 新斯的指纹芯片供哪些客户
- 传感器常见类型有哪些?
- 伺服电机是如何进行工作的?它的原理是什么?
- 无人机价钱多少?为什么说无人机烧钱?
- 以太网VPN技术概述
- 手机nfc功能打开好还是关闭好
- 十大公认音质好的无线蓝牙耳机