中心議題：

• 磁性開關係列特性簡介
• 磁性開關檢測和控製
• 磁性開關各種使用方法和設計

解決方案：

• 控製磁鐵和傳感器之間的距離
• 介質采用非磁性材料

磁性傳感器能夠檢測出磁場的強度（大小）和方向。近年來，磁性傳感器IC已取代了機械開關被廣泛應用。特別是手機和電腦的開閉檢測
，白色家電的開閉檢測，定位檢測中，使用頻率就很高。

村田製作所製造的磁性開關傳感器IC（AS係列）是將AMR*1單體和驅動電路一體化的一種磁性傳感器。本文將以此產品為例
，詳述磁性傳感器的特性
，特征和使用方法等。

(*1)AMR(Anisotropic-Magneto-Resistance)各向異性磁阻效應。各向異性是指具有方向性，在這裏是指可以檢測出任意方向的磁力。

AMR單體是用鎳和鐵等製成的強磁性金屬合金。一般采用矽(Si)製成，當遇到施加的電流方向垂直的磁場時，阻抗值發生變化。這個現象就稱為磁阻效應，特性如圖1所示。它以0(零)H為軸
，正負兩側對稱的特性
，因此是不區別磁鐵的N極和S極的兩極檢測。


圖1：AMR單體的特性

AS係列特性

圖2為AS係列的外觀形狀。除了業界標準的SOT23(2.9×2.8×1.2mm)，SON4(2.0×2.1×0.6mm)之外，加上超小型的XSON(1.2×1.2×0.4mm)，共3種規格，可根據實際空間組合選擇。表1是AS係列的代表產品AS-M15TA-R的規格一覽表
，其中最重要的是工作磁場。工作磁場是指輸出信號改變的磁場，為了防止跳躍現象(“高”和“低”在閾值附近反複出現的現象)，具有磁滯區間
，如圖3所示。除了標準特性外，還具有靈敏度可變
，工作電壓的擴大可變等特性。詳細的規格標準就不在此詳述。圖4是為了減少消耗電流進行的抽樣測定的說明簡圖。


圖2：AS係列外形

表1AS-M15型的規格一覽表（品名共通
，Ta＝25℃、Vdd＝1.8V）


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圖3：電磁變換特性

圖4：AS係列的示意圖

檢測和控製“不接觸”“無接點”

AS係列能夠通過磁鐵和傳感器之間的距離改變來檢測出磁通密度的變化，控製傳感器輸出信號的開關(高(H)<=>低(L))，如圖5所示。當磁鐵接近傳感器，使磁場的強度變大，則傳感器的輸出就會由“高”變“低”，反之則由“低”變“高”。


圖5：AS係列的工作

此傳感器的特點是能夠“不接觸”和“無接點”地di進jin行xing檢jian測ce和he控kong製zhi。與yu原yuan先xian同tong樣yang用yong途tu的de機ji械xie開kai關guan相xiang比bi，無wu接jie點dian的de特te點dian不bu僅jin延yan長chang了le使shi用yong壽shou命ming，還hai能neng夠gou防fang止zhi異yi物wu引yin起qi的de異yi常chang運yun作zuo。同tong時shi，由you於yu磁ci力li能neng夠gou穿chuan透tou非fei磁ci性xing材cai料liao的de特te征zheng，無wu論lun是shi耐nai塵chen、耐水，或是其它複雜的設計、構造等要求也可以應對自如。並且，AS係列3種封裝規格都擁有相同的特性
，不需要變更周圍電路就能對應設備的薄型、小(xiao)型(xing)化(hua)設(she)計(ji)。另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)，由(you)於(yu)靈(ling)敏(min)度(du)比(bi)以(yi)前(qian)的(de)磁(ci)性(xing)傳(chuan)感(gan)器(qi)更(geng)高(gao)，它(ta)的(de)檢(jian)測(ce)範(fan)圍(wei)更(geng)寬(kuan)廣(guang)，配(pei)置(zhi)傳(chuan)感(gan)器(qi)時(shi)也(ye)更(geng)加(jia)自(zi)由(you)。甚(shen)至(zhi)可(ke)以(yi)為(wei)磁(ci)鐵(tie)的(de)小(xiao)型(xing)化(hua)做(zuo)貢(gong)獻(xian)。

各種使用方法和設計

通(tong)過(guo)讓(rang)傳(chuan)感(gan)器(qi)靠(kao)近(jin)和(he)遠(yuan)離(li)磁(ci)鐵(tie)來(lai)控(kong)製(zhi)電(dian)路(lu)的(de)方(fang)法(fa)
，較(jiao)為(wei)普(pu)遍(bian)的(de)就(jiu)是(shi)使(shi)用(yong)在(zai)蓋(gai)或(huo)門(men)的(de)開(kai)關(guan)部(bu)分(fen)
，比(bi)較(jiao)容(rong)易(yi)想(xiang)象(xiang)。若(ruo)在(zai)磁(ci)鐵(tie)上(shang)安(an)裝(zhuang)齒(chi)輪(lun)或(huo)羽(yu)毛(mao)，還(hai)能(neng)夠(gou)作(zuo)為(wei)液(ye)體(ti)或(huo)氣(qi)體(ti)的(de)流(liu)量(liang)計(ji)使(shi)用(yong)(如圖6)。另外還可以用來檢測可脫卸的零件在使用時的安裝位置是否正確。


圖6：AS係列的旋轉檢測用途的使用案例

在電氣設計上，需要考慮傳感器的特性
，使用的磁鐵特性，以及和傳感器的位置關係。圖7是模擬將鐵氧體磁鐵(5×4×6mm)沿Z軸（遠離傳感器）方向移動時的情況。從傳感器的磁滯開始，9.4mm以下輸出信號一定是“低”(靠近磁鐵，蓋閉合)
；14mm以上輸出信號一定為“高”(遠離磁鐵
，蓋打開)。實際設計的時候
，還需要考慮到傳感器特性的偏差
、溫度特性，磁鐵的溫度特性，生產時以及時間長了之後傳感器的位置偏移。


圖7：鐵氧體磁鐵的模擬例子

今後的展望

“不接觸檢測”“無接點工作”的運用不僅僅停留在現在的手機和筆記本電腦等,更geng期qi望wang將jiang來lai在zai各ge種zhong領ling域yu中zhong使shi用yong。為wei了le能neng滿man足zu各ge種zhong用yong途tu的de靈ling敏min度du調tiao整zheng和he輸shu出chu方fang法fa等deng的de要yao求qiu
，當dang務wu之zhi急ji就jiu是shi考kao慮lv相xiang對dui應ying的de變bian化hua。同tong時shi還hai將jiang充chong實shi磁ci場chang分fen析xi、模擬對應等設計支持服務。