磁敏传感器国内外概况及其应用

“磁敏传感器是传感器产品的一个重要组成部分,随着我国磁敏传感器技术的发展,其产品种类和质量将会得到进一步发展和提高,进军汽车、民用仪表等这些量大面广的应用领域即将实现。国产的电流传感器、高斯计等产品日前已经开始走入国际市场,与国外产品的差距正在快速缩小。”在2006中国东北第九届国际工业博览会同期举办的自动化学会研讨会上,来自沈阳仪表科学研究院的孙仁涛教授,为前来参展的观众做了有关磁敏传感器国内外概况及其应用的介绍,可谓一场磁敏传感器技术的学术交流大会。  

  沈阳仪表科学研究院孙仁涛教授 

  会议现场

   一、磁敏传感器的发展特点

   1.集成电路技术的应用。将硅集成电路技术应用于磁敏传感器,制成集成磁敏传感器。

2.insb薄膜技术的开发成功,使得霍尔器件产能剧增,成本大幅度下降。

   3.强磁体合金薄膜得到广泛应用。各种磁阻器件出现,应用领域广泛。

   4.巨磁电阻多层薄膜的研究与开发。新器件的高灵敏度、高稳定性,引起研制高密度记录磁盘读出头的科技人员的极大关注。

   5.非晶合金材料的应用。与基础器件配套应用,大大改善了磁传感器性能。

   6.ⅲ—v族半导体异质结构材料的开发和应用。通过外延技术,形成异质结构,提高磁敏器件的性能。

二、国外磁敏传感器的现状

   1.国外磁传感器的常见种类

   就市场占有情况来看,国外磁敏传感器主要品种依然是霍尔元件、磁阻元件。近期的巨磁阻元件也有良好的发展空间。

  

   2.外磁传感器的代表厂商:

   ·霍尔元件:日本旭化成;日本东芝;美国honeywell公司;美国allogro公司。

   ·磁阻器件:日本sony公司;荷兰philips公司。

  

   3.国外磁传感器的应用情况

   磁敏传感器应用的最大特点是无接触测量。

   ·霍尔元件:

   磁场测量,做高斯计(特斯拉计)的检测探头。

   电流检测,做电流传感器/变送器的一次元件。

   直流无刷电机,用于检测转子位置并提供激励信号。

   集成开关型霍尔器件的转速/转数测量。

   ·强磁体薄膜磁阻器件:

   位移传感器,主要有磁尺的线性长距离位移测量。

   角位移传感器,主要用语转动角度测量,广泛应用于汽车制造业。

   脉冲发讯传感器,主要用于流量检测和转速/转数测量,如电子水表和流量计的发讯传感器。

   ·半导体磁阻器件:

   主要是insb磁阻器件

   微弱磁场检测,主要用于伪钞识别

   脉冲测量,主要用于转速/转数测量

  

   三、国内磁敏传感器的现状

   1.国内磁传感器的常见种类及其特点

   目前国内磁敏传感器经过三十余年的发展,就基础器件的研究与开发情况,除巨磁阻期间存有差距以外,常用其他磁敏传感器如霍尔元件,磁阻元件等已经与国外同类产品的水平相当。市场上应用的国产磁敏传感器件的种类也与国外产品相当,依然是霍尔元件、磁阻元件。

  

   2.国内磁传感器件代表厂商

   ·霍尔元件:中科院半导体所,沈阳仪表科学研究院,南京中旭微电子公司。

   ·磁阻器件:沈阳仪表科学研究院(汇博思宾尼斯公司)

  

   3.国内磁传感器的应用情况

   ·电流传感器:国内包括沈阳仪表科学研究院(思宾尼斯公司)、西南自动化所等二、三十家大小不同的企业在生产和销售电流传感器/变送器,其市场竞争已经白热化。该领域是国内磁敏传感器应用最早、最普及、最成熟的领域。

   ·直流无刷电机领域:insb霍尔元件为主,主要用于直流无刷电机转子位置检测,并提供定子线圈电流换向的激励信号。目前年需求量在几亿只。价格确仅有0.3元人民币左右。该领域是磁敏传感器用量最大的领域,但是在国内目前未形成工业化生产。

   ·流量计量领域:用于电子水表、电子煤气表、流量计等流量发讯传感器的低功耗薄膜磁体磁阻器件。日前,该产品由沈阳仪表科学院汇博思宾尼斯传感技术有限公司生产,市场空间可观。该领域是磁敏传感器国内最具发展潜力的新兴应用领域,目前处于市场成长期。

   ·专用测量仪表:高斯计,用于磁场检测,在磁性材料生产及应用方面用量较多,国内有沈阳仪表院思宾尼斯公司、北京师范学院等几家公司生产,其中思宾尼斯公司的高斯计已经批量出口美国。

   另外,国内的磁敏传感器在转速/转数测量、伪钞识别等领域,也均有应用,但没有形成规模。孙仁涛教授提到,目前国内磁敏传感器没有进入汽车生产领域,可谓一大遗憾。

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发布日期:2019年07月02日  所属分类:参考设计