數字傳感器：在離散應用中提供高可靠性

許多應用程序利用數字輸出來確定物體是否處于某個位置。例如，傳感器可用于驗證機器上的安全防護裝置是否就位。如果防護裝置到位，機器將運行。如果不是，機器將無法運行。在這種類型的離散應用中，需要數字輸出。以下數字傳感器為定制磁傳感應用提供卓越的可靠性：

簧片開關：優點和應用

簧片開關是一種電氣開關，不需要像集成電路那樣工作。觸點密封在具有貴金屬接觸材料的玻璃管內。因此，該開關非常可靠，因為它不受濕氣或其他環境因素的影響。因此，觸點不會氧化，并將繼續以邏輯電平負載運行數百萬次。 

簧片開關非常適合電池供電的應用。它們用于汽車安全產品，如安全帶扣夾/閉合檢測傳感器和用于碰撞檢測的碰撞傳感器。由于干簧傳感器可以切換交流或直流負載，因此它們是數字開/關應用的流行選擇，例如安全和家用電器市場的門關閉檢測。

例如，冰箱門使用簧片開關進行門關閉檢測。磁鐵安裝在門上，并且簧片傳感器連接到隱藏在冰箱外壁后面的固定框架上。當門打開時，簧片傳感器無法檢測到磁場，導致LED燈泡亮起。當門關閉時，傳感器檢測到適當的磁場，LED熄滅。在該應用中，設備內的微控制器從簧片傳感器獲得信號，然后控制單元激活或停用LED。

 圖1：冰箱門中使用的干簧管可以打開和關閉LED燈

數字霍爾效應傳感器：優點和應用

數字霍爾效應傳感器是基于半導體的，并且它們的輸出電壓相對于磁場的變化而變化。這些傳感器將霍爾效應傳感元件與電路相結合，提供數字開/關輸出信號，該信號對應于磁場的變化，而無需使用任何移動部件。霍爾效應單元僅限于具有低直流電壓和電流的應用。與簧片開關不同，霍爾效應器件包含有源電路，因此它始終吸收少量電流。

數字霍爾效應傳感器具有高可靠性，可編程為在給定的磁場容差下激活，以滿足精確的傳感要求。

這些傳感器非常適用于洗衣機和烘干機等白色家電的高速傳感應用。在這個應用中，一個旋轉的16極環形磁鐵激活霍爾效應芯片，每個通過紅色（北極）段，并通過每個通過的白色（南極）段停用它，從而產生非常精確的速度信號。數字霍爾效應傳感器特別適用于汽車安全應用，如安全帶扣夾緊檢測和傳動齒輪速度傳感。

圖2：霍爾效應速度傳感應用圖

模擬/比例傳感器增加穩定性和準確性

模擬傳感應用允許最終用戶獲得磁鐵位置的瞬時反饋。模擬霍爾效應傳感器具有高精度，高分辨率的比例輸出信號。 

以前，模擬霍爾效應傳感器測量磁體的磁通密度，并受到應用溫度值的極大影響。由于模擬霍爾效應技術近年來已經發展，霍爾效應芯片現在測量磁通場的角度而不是傳統的幅度，使其對溫度變化的敏感性降低。這種改進使傳感器能夠在較大的溫度范圍內提供更穩定的模擬輸出

考慮兩種類型的霍爾效應傳感器，可以選擇用于定制模擬傳感應用：

旋轉霍爾效應傳感器：優點和應用

該基于半導體的傳感器相對于磁場的變化改變輸出電壓。它將霍爾效應傳感元件與電路相結合，提供模擬輸出信號，該信號對應于旋轉磁場的變化，而不涉及任何移動部件。該傳感器提供兩種輸出選項：模擬或脈沖寬度調制（PWM）。該器件是可編程的，因此工程師可以將特定的輸出電壓或PWM與精確的旋轉度相關聯。多個編程點可在360度旋轉下使用。每個編程點表示對應于給定的磁場角度的電壓或PWM輸出值。這導致相對于旋轉度的比例輸出信號。

與機械旋轉或電阻膜旋轉裝置不同，旋轉霍爾效應傳感器不會經歷機械磨損或改變電阻值。此外，它在高達+ 105°C的正常工作溫度下非常穩定。單位精度為0-360度旋轉，0.5 V-4.5 VDC輸出或10-90％PWM占空比。

旋轉霍爾效應傳感器正在變得非常流行，用于替換電阻膜或電位計機械裝置。它們用于汽車和非公路應用，例如檢測發動機上的EGR閥位置。這些傳感器還可用于檢測器具和白色家電應用中的撥盤位置。

圖3：用于洗衣機控制轉盤的旋轉霍爾效應傳感器

線性霍爾效應傳感器：優點和應用

線性霍爾效應傳感器類似于旋轉霍爾效應傳感器，不同之處在于它們測量磁場的線性運動而不是旋轉。霍爾效應傳感器可編程設定輸出電壓，該輸出電壓與給定行程距離成比例。輸出選項與旋轉霍爾效應相同。該傳感器使用單個霍爾效應芯片測量磁性執行器的線性運動和相對磁通角，最大行程距離為30 mm。這導致相對于傳感器的精確移動的比例輸出信號。

在將輸出電壓或PWM值編程為對應于致動磁體的相對磁場值之前，傳感器和致動器可以放置在應用內的最終安裝區域中，現在包括來自附近環境的所有磁場影響。這允許工程師優化應用的輸出，因為磁場的任何分流，機械公差或疊加公差將包括在編程環境中。  

線性霍爾效應傳感器通常用作液位傳感器，用于監測液位。在該應用中，傳感器檢測移動浮子的位置，該浮子具有附接到其上的磁體。線性傳感器在更復雜的設計中也是有益的，例如汽車變速器換檔。