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时间:2017-12-07
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1、118传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)2011年第30卷第10期一种基于InSb磁敏电阻器的接近开关秦玉伟(渭南师范学院物理与电子工程系,陕西渭南714000)摘要:介绍了锑化铟(InSb)磁阻式接近开关的工作原理,设计了信号处理电路,并对其动态性能进行了测试。实验结果表明:径向间距为4film时,接近开关动作距离大于8mm,回差距离小于0.06mm,重复定位精度优于0.04mm,可适用于工作频率0-5kHz范围内的铁磁性物质检测。该接近开关灵敏度高,开
2、关动态特性较好,且结构简单,成本低,可以实现规模化生产。关键词:接近开关;磁敏电阻器;锑化铟中图分类号:TP212文献标识码:A文章编号:1000-9787(2011)10-0118-02AproximityswitchbasedonInSbmagneto—resistorQINYu—wei(DepartmentofPhysicsandElectronicEngineering,WeinanTeachersUniversity,Weinan714000,China)Abstract:Theworkingprin
3、cipleofInSbmagnetoresistiveproximityswitchisintroduced.Thesignalprocessingcircuitisdesignedandthedynamiccharacteristicsismeasured.Theexperimentalresultshowsthattheaction—distanceoftheproximityswitchismorethan8innwhentheradialdistanceis4mil1.Thehysteresis—dis
4、tancecanbelimitedin0.06rain.Therepeatinglocationprecisionispriorto0.04mm.Itcanbeusedforferromagneticsubstancemeasuringofworking~equencyfrom0to5kHz.Theproximityswitchhashighsensitivity,finedynamiccharacteristics,simpleconstructionandlowcost.Itcanbeproducedfor
5、alargescale.Keywords:proximityswitch;magneto—resistor(MR);indium—antimonide(InSb)0引言基本原理是基于磁阻效应,即当通有电流的半导体材料置接近开关是一种电子开关量传感器,主要功能是完成于磁场中且磁场方向与电流方向垂直时,由于洛仑兹力的对位置的检测,将位置量转换成开关量电信号输出,实现对作用使载流子的运动方向发生偏转,加长了载流子运动路负载的控制或信号的转换与传递。当物体靠近接近开关的径,增大了材料的电阻率,即电阻增大。当载流子(电子
6、和感应面,达到接近开关动作距离时,无需机械接触就可使接空穴)迁移率相差悬殊时,电阻率的变化用下式表示近开关动作,从而驱动交流、直流电器或给计算机装置提供(P-p0)/p0=0.275,(1)控制指令。接近开关既具有行程开关和微动开关的特性,式中B为外加磁场的磁感应强度,P,P。为磁感应强度分又具有传感器的性能,其动作可靠、性能稳定、抗干扰能力别为B和0时半导体材料的电阻率;为载流子的迁移率。强,且具有防水、防油污、耐腐蚀等优点J。目前,接近开由于InSb材料的电子迁移率较高,可获得较高的电阻变化关已经广泛应用于
7、机床、冶金、化工、轻纺和印刷等行业,实率和灵敏度,适合制作磁敏电阻器。InSb磁敏电阻器由引脚、磁阻元件MR和MR、永磁现定位、数目检测、料位控制等功能。接近开关按原理不同可分为电感式接近开关、电容式接近开关、超声波接体、绝缘基片、金属外壳组成,并由环氧树脂灌封,其结构和等效电路如图l所示。永磁体提供偏置磁场,用于提高磁近开关、光电式接近开关、霍尔式接近开关及磁性接近开关等。敏电阻器灵敏度,使工作特性移到电阻一磁场变化曲线的线性范围之内,使磁敏电阻器不仅对磁铁非常敏感,而且对铁锑化铟(InSb)磁敏电阻器因其较
8、高的灵敏度,得到了广泛的应用。利用其制成的接近开关,可用于检测铁磁性物体也非常敏感。当无铁磁性物体靠近时,偏置磁场使磁敏电阻器处于相同的磁场环境,MR和MR。阻值大致磁性物体,实现定位控制、齿轮转速测量等。1锑化铟磁阻式接近开关工作原理相等。当铁磁性物体通过MR时,永磁体的磁场分布发生InSb磁阻式接近开关核心部件为lnSb磁敏电阻器。变化,通过MR的磁感线增多,通过MR的磁感线减少,
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