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在固態(tài)磁阻傳感器發(fā)展之前，磁力動作的磁簧開關已經廣泛應用了數十年之久，為位置傳感提供了久經考驗且價格便宜的解決方案。隨著霍爾效應技術的發(fā)展，霍爾效應傳感器開始在一些電池供電的應用中取代磁簧開關，如手機、筆記本、消費電子和白色家電。

盡管霍爾效應傳感器已經成功用于一些低功耗應用領域，但目前在許多應用中它還不能取代磁簧開關，因為它們無法滿足應用領域對傳感器高靈敏度和低功耗的要求。

對于尋找磁簧開關替代方案以減小開關尺寸、提高開關質量和耐用性、并最大限度延長電池壽命的設計工程師來說，新型隧道磁阻技術能夠為他們提供微安級（uA）的開關功耗，同時還具有高靈敏度的特性，且性價比優(yōu)于磁簧開關。

一、干簧管

干簧管（ReedSwitch）也稱舌簧管或磁簧開關，是一種磁敏的特殊開關，1936年由貝爾電話實驗室的沃爾特.埃爾伍德（Walter B. Ellwood）發(fā)明，他本人已于1940年在美國申請了專利。此后的幾十年時間里，干簧管被工業(yè)界廣泛應用，逐漸成為一種高性價比的磁力位置開關傳感器。

干簧管通常有兩個軟磁性材料做成的、無磁時斷開的金屬簧片觸點（有的還有第三個作為常閉觸點的簧片），這些簧片觸點被封裝在充有惰性氣體(如氮、氦等)或真空的玻璃管里，玻璃管內平行封裝的簧片端部重疊，并留有一定間隙或相互接觸以構成開關的常開或常閉觸點。

由于金屬簧片觸點被密封在玻璃管內，所以不受外界環(huán)境的影響，工作非常穩(wěn)定；惰性貴金屬觸點的熔點高，能減少電弧放電對觸點表面的損耗，所以能維持較長時間的工作壽命；利用永久磁鐵能容易地控制簧片開關，是一種高性能低價格的理想電子零部件。

干簧管幾個重要的基本特性參數為：

-吸合值（Pull-in Value，簡稱PI值，單位是AT）：這是是干簧管最重要的工作特性，它是線圈工作所必需的工作電流與線圈圈數的乘積，它表示干簧管的靈敏度，PI值越低意味著干簧管的靈敏度越高。

-開斷值（Drop-out Value，簡稱DO值)：它是當觸點釋放時流過線圈的電流與線圈圈數的乘積，DO值是和PI值相關聯(lián)的重要參數。

-工作壽命：要保證連續(xù)工作達到一定的次數。

-觸點耐壓(Breakdown Voltage，單位是V)：為保持正常工作，觸點間能夠承受最大開關電壓，或者對線路中的瞬間過載電壓所能承受的值。

-接觸阻抗(Contact Resistance，單位是mΩ)：觸點在閉合時兩端子間的阻抗，包括導線部分的電阻。

-絕緣阻抗(Insulation Resistance，單位是mΩ)：兩端子間的絕緣阻抗，是對玻璃管以及玻璃管表面漏電流的阻抗。

二、TMR磁開關傳感器

TMR磁開關傳感器是一種高靈敏度、高頻響、低功耗和高精度的磁觸發(fā)數字開關，集成了采用高精度推挽式半橋TMR磁傳感器和CMOS集成電路，能將變化的磁場信號轉化為數字電壓信號輸出。

TMR開關傳感器通過內部電壓穩(wěn)壓器來提供溫度補償電源，并允許寬的工作電壓范圍。TMR開關傳感器以低電壓工作、極高響應頻率、微安級的供電電流、寬的工作溫度范圍和高ESD耐壓成為眾多開關類應用的理想選擇。

隨著技術的日益進步，磁阻技術得到了很好的商業(yè)化發(fā)展，干簧管已經不再是磁力開關的唯一選擇。對于尋找干簧管替代方案以增加開關靈敏度、減小開關尺寸、提高開關質量和耐用性、并最大限度延長電池壽命的設計工程師來說，新型隧道磁阻（TMR）技術能夠為他們提供微安級（uA）的開關功耗，同時還具有高靈敏度的特性，具有更高的性價比。

TMR磁開關傳感器與干簧管比較

三、TMR磁開關傳感器的典型應用

1、流量計中的瞬時流量檢測、大流量報警、逆流檢測等

智能水表一般由電池供電，國家標準要求要智能水表的使用年限為六年，智能水表制造商們的內部標準為6+1年，這就對智能水表傳感器的功耗提出了苛刻的要求。由于受傳感器的功耗、壽命、響應頻率的限制，數字化水表的常用方案是通過齒輪的變速，把傳感器安裝在10升流量位置，檢測10升指針的旋轉次數進行累計，這樣的設計只能測量一段時間內的累計流量，而不能測量瞬時流量。目前在智能水表中普遍使用的干簧管，由于其體積大，不宜安裝，影響了表的小型化，智能化；同時由于水錘效應，會發(fā)生抖動現(xiàn)象，影響了計量精度。

多維科技磁阻傳感器采用TMR磁隧道結技術，靈敏度高、響應頻率高、功耗低，非常適合于水表、機械式熱量表等電池供電場合應用。

由于TMR磁傳感器的固有特點，非常適合智能水表應用。響應頻率高，達到1kHz以上，可直接測量葉輪的轉速，得到水表的瞬時流量，可以實時監(jiān)控用水情況。采用兩個TMR傳感器，根據四種不同狀態(tài)信號，可以獲得葉輪的旋轉速度和旋轉方向。通過測量葉輪的轉速，多維科技TMR傳感器可以實現(xiàn)：瞬時流量檢測、漏水及大流量報警、逆流檢測等功能。

電子水表

主要產品：(1)TMR1202雙極鎖存型開關傳感器；(2)TMR1302全極型開關傳感器

應用要求：(1)直接檢測葉輪轉速；(2)高頻響，低功耗，溫度穩(wěn)定性高

性能優(yōu)勢：(1)高頻響特性，保證計量準確，不丟失數據；(2)緊湊的開關點分布，保證輸出方波的占空比穩(wěn)定，可提高計量精度；(3)較高的靈敏度，保證長時間的計量可靠性；(4)良好的溫度特性（功耗和開關點隨溫度和電壓的變化?。┍ＷC系統(tǒng)的使用壽命和計量可靠性

智能水表

主要產品：TMR1302全極型開關傳感器

應用要求：（1）檢測指針轉速；（2）低功耗，連續(xù)工作，可靠性好

性能優(yōu)勢：（1）連續(xù)工作，1.5uA低功耗特性，保證計量準確，不丟失數據；（2）緊湊的開關點分布，保證輸出方波的占空比穩(wěn)定，可提高計量精度；（3）較高的靈敏度，保證長時間的計量可靠性；（4）良好的溫度特性（功耗和開關點隨溫度和電壓的變化?。┍ＷC系統(tǒng)的使用壽命和計量可靠性；（5）標準的高低電平，直接接入后端處理器

直讀式水表

主要產品：TMR3002角度傳感器

應用要求：直接檢測字輪位置

性能優(yōu)勢：（1）可配濕式水表，滿足起始流量和成本要求；（2）讀數字輪360°全圓周測量，測量分辨率取決于模數轉換的實際精度，讀數準確率100%，不存在臨界狀態(tài)和模糊狀態(tài)；（3）電子元器件的大幅度減少，大大降低了產品因器件故障引起風險；（4）克服了光電直讀方案光通路穿過水表液封介質中氣泡時，光的反射與折射引起讀數誤碼。

2、液位計

液位計是汽車、油氣、田油、水處理站及石油化工裝置自動化控制系統(tǒng)的重要組成部分。以汽車行業(yè)為例，目前汽車液位傳感器行業(yè)主要采用干簧管技術，但干簧管件與件之間的開關性能差異較大，而且還需要剪切、彎折引腳，其成本相對較高。另外，干簧管切換時間較長，且玻璃管還很容易破裂。TMR磁開關傳感器的諸多優(yōu)勢，解決了干簧管在汽車應用上的弊端。

干簧管液位計和TMR液位計比較

多維科技TMR磁開關傳感器產品發(fā)布歷程

2012年1月17日，多維科技第一款低功耗TMR磁開關傳感器，用于電池供電的智能流量計，包括水表、熱量表和氣體流量計。

2013年5月14日，多維科技專門推出為電池供電的磁開關應用系統(tǒng)而設計的超低功耗（1.5uA@3V）、高頻響(1kHz)、以及優(yōu)異的溫度穩(wěn)定性的超低功耗TMR磁開關傳感器。

2015年6月9日，多維科技推出高靈敏度的TMR1309磁開關傳感器。這兩款新產品具備高靈敏度，開關點僅為2Gauss(0.2mT)，同時兼?zhèn)涓咚俟ぷ鳡顟B(tài)下1.5微安的超低功耗，以及良好溫度穩(wěn)定性，適用于電池供電，同時對精密測量、性能一致性、溫度穩(wěn)定性有嚴格要求的高端傳感器應用。典型應用包括無線門禁，以及智能藥丸和便攜式藥物遞送裝置等智能醫(yī)藥器具。

2016年1月26日，多維科技專門為高性能工業(yè)類傳感器應用推出小回差、超小尺寸、超低功耗和具有良好溫度穩(wěn)定性的TMR1340 / TMR1341 / TMR1343 / TMR1345 系列磁開關傳感器。

2016年12月5日，多維科技推出了一款智能型的磁性位置檢測傳感器TMR1401，對于移動部件中不同磁場強度的磁體，以及不同的檢測距離，均能實現(xiàn)磁體（移動部件）的準確定位。

2017年12月21日，多維科技推出帶無源磁記憶功能的超低功耗雙極鎖存開關傳感器TMR1212，它是包括雙穩(wěn)開關、固態(tài)開關、速度檢測、線性及旋轉位置檢測等眾多工業(yè)類應用的理想選擇。

2018年8月8日，多維科技推出200nA更低功耗TMR磁開關傳感器TMR1162/TMR1262/TMR1362，其主要特點包括，200nA超低功耗，50Hz頻率響應，-40～125℃的工作溫度范圍，良好的抗外磁場干擾特性，SOT-23或TO-92或LGA封裝。TMR1162/TMR1262/TMR1362磁開關的用途包括智能流量計、接近開關、無線門禁、智能藥丸和便攜式智能醫(yī)藥器具等靠電池供電的磁傳感器應用。與市場上其他納安級磁傳感器產品相比，TMR1162/TMR1262/TMR1362磁開關具有更低的功耗、更高的頻響、更寬的工作溫度范圍和優(yōu)秀的抗外磁干擾能力。

目前，多維科技已經為工業(yè)界提供了一個不斷完善的磁開關產品系列。