傳感器面面觀(guān)：干簧管與霍爾效應傳感器
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幾年前自從介紹了霍爾效應傳感器以來(lái)，它奪得了設計師的設計想象力，一般認為固態(tài)器件比機械電子器件更為可靠。然而，當比較干簧管傳感器技術(shù)與霍爾傳感器技術(shù)時(shí)，可觀(guān)察到一些值得注意的優(yōu)點(diǎn)。
干簧管傳感器技術(shù)
在干簧管傳感器中關(guān)鍵的元件是簧片開(kāi)關(guān)，它是由Western Electric公司在1940年發(fā)明的。其它主要元件是開(kāi)或關(guān)的彈性簧片及磁鐵或電磁鐵。
經(jīng)過(guò)了60年，干簧管開(kāi)關(guān)得到了一些改進(jìn)，使得更可靠，在改進(jìn)質(zhì)量的同時(shí)又降低了成本。由于這些引人注目的改進(jìn)，干簧管開(kāi)關(guān)在某些要求質(zhì)量、可靠性及安全為至上的苛刻應用中成為設計的選擇。
干簧管傳感器的質(zhì)量及可靠性最引人注目的應用是于自動(dòng)測試設備(ATE)。在這種設備中技術(shù)是一流的。干簧開(kāi)關(guān)被用于干簧繼電器，它應用于IC、ASIC、硅片的測試設備中及印制板測試設備中，作為開(kāi)關(guān)。在這些應用中，一個(gè)測試系統中干簧管繼電器就可能達到2萬(wàn)個(gè)。
一個(gè)繼電器的故障率制定為50ppm至，因此為滿(mǎn)足這個(gè)要求，干簧繼電器的質(zhì)量水平要比50ppm的要求好得多。至今，還沒(méi)有聽(tīng)到過(guò)有一個(gè)機電器件有這樣的質(zhì)量水平。相似地，它同樣也適用于一些半導體器件。
一旦除了初始工作的質(zhì)量測試以外，干簧管繼電器需要在它的壽命內很好地執行工作。在這一點(diǎn)上它們已經(jīng)證實(shí)了勝過(guò)所有其它開(kāi)關(guān)器件。這是因為在很多情況下，ATE一天工作24小時(shí)，一周工作7天，它所占的費用是最主要的。因此干簧繼電器的工作壽命需要上百萬(wàn)次。
另一個(gè)有利于干簧管繼電器的例子是它用作氣襄傳感器，在這個(gè)系統中它通過(guò)了在嚴酷的安全應用中的時(shí)間測試。干簧管傳感器是廣泛地用于很多要求高的汽車(chē)安全設備(例如敏感剎車(chē)液的高度)，在很多醫療儀器上的應用，這包括燒灼設備，起博器等醫療電子設備等，在這些設備中，干簧管繼電器隔離了小的漏電流。
干簧管傳感器與霍爾效應傳感器的比較
在干簧管和霍爾效應兩種傳感器的技術(shù)上，其尺寸都在縮小。然而，當干簧管傳感器與霍爾效應傳感器相比較時(shí)(見(jiàn)附表)，可以看到干簧管的一些優(yōu)點(diǎn)：
1、 霍爾效應器件一般價(jià)格低，但需要加上昂貴的電源電路供電，其輸出信號也是那么低，通常也要加放大電路?？梢哉J為其最后結果是霍爾效應傳感器比干簧管傳感器更貴。
2、 干簧管開(kāi)關(guān)從輸入到輸出有優(yōu)良的絕緣及開(kāi)關(guān)的絕緣電阻達10 Ω。其結果是漏電流為10 A的水平。在醫療電子設備中插入人體的探針或起博器，對這些設備要求不能有任何漏電流接近心臟，這一點(diǎn)是十分重要的，微安或亞微安電流能改變心臟關(guān)鍵的電的能動(dòng)性。
3、 干簧傳感器是密封的，因此它能幾乎工作于任何環(huán)境(如對溫度無(wú)影響)。
4、 干簧開(kāi)關(guān)的觸頭在導通時(shí)有極低的導通電阻，典型值低到50mΩ,而霍爾效應傳感器可能有上百歐姆。
5、 干簧傳感器能直接開(kāi)關(guān)信號范圍從幾納伏到千伏，電流從飛安到安，頻率從直流到6GHz?；魻栃骷敵龇秶呛苁芟拗频?。
6、 干簧傳感器提供磁靈敏度有一個(gè)較大的范圍。
7、 干簧傳感器對ESD是不敏感的，而ESD?？赡軗p壞霍爾效應傳感器。
8、 干簧管傳感器能經(jīng)受很高的電壓(最小的額定值是1000V)?；魻栃骷柰獠侩娐菲漕~定值到100V。
9、 干簧管傳感器能經(jīng)受3英尺跌落的典型試驗，該跌落試驗與霍爾效應傳感器是相似的。
10、 因為干簧管傳感器無(wú)磨損元件，低級負載(在10mA時(shí)低于5V及更低)工作可達百萬(wàn)次。這相當于半導體微細加工器件的數字。
11、 干簧管傳感器對溫度環(huán)境沒(méi)有影響，典型的工作溫度范圍從-50℃到+150℃，無(wú)特別附加條件、限制或費用?；魻栃獋鞲衅鞴ぷ鳒囟确秶邢拗?。
干簧管產(chǎn)品有很多很好的應用。某些干簧管繼電器工廠(chǎng)在設計苛刻應用上是極好的，在質(zhì)量、可靠性及安全性上是一流的。
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