TMR (tunneling) magnetorezisztív szenzorok
A Crocus TMR szenzorjai (Tunnelling magneto-resistive) új technológián alapuló megoldást kínálnak a mágneses mezők érzékelésére és a térerő mérésére. A TMR szenzorok legnagyobb előnye a Hall-szenzorokkal összevetve a rendkívül alacsony fogyasztás és a magas érzékenység.

 

A TMR-érzékelők alapja az úgynevezett mágneses logikai egység (magnetic logic unit – MLU), amely különböző anyagok alkotta réteges elrendezéssel valósítható meg. A rétegekre merőleges tengelyen átfolyó áram hatására a rétegszerkezet eredő ellenállásán eső feszültség a külső mágneses mező relatív irányának függvényében változik. A réteghalmaz alapja egy nem mágnesezhető anyag. E réteg fölé az úgynevezett rögzített ferromágneses réteg kerül, melynek mágneses térerejének iránya rögzített. Ez az állandó mágnesezettség határozza meg a referenciairányt, és külső mágneses mező hatására sem változik meg. A rögzített réteg fölött egy rendkívül vékony, mindössze néhány nanométer vastagságú szigetelő réteg helyezkedik el. A szigetelőréteg fölé egy újabb mágneses réteg kerül. Ennek az úgynevezett szabad rétegnek a mágneses térerő-orientációja külső mező hatására megváltozik.

A réteghalmaz keresztirányú eredő ellenállása a fix és a szabad réteg mágnesezettségi irányai által bezárt szög függvénye. Ez a rétegek alján és tetején elhelyezett elektródákra kapcsolt feszültség segítségével mérhető. Az ellenállás értéke 10kΩ és 60kΩ között változik, ami sokkal szélesebb tartomány, mint ami más magneto-rezisztív technológiákra (Anisotropic Magnetic Resistive AMR és Giant Magneto ResistiveGMR) jellemző. A szabad réteg mágneses terének elforgatásához nem szükséges nagy külső térerő, a legtöbb TMR szenzor esetén ez az érték 10 mT alatt, némelyik 1 mT alatt marad.

 

 

A mágneses logikai egység rétegstruktúrája

 

A technológia alkalmas mágneskapcsolók, analóg kimenetű mágnesesmező-érzékelő szenzorok megvalósítására. Kapcsolók esetén a rétegeken áthaladó áram hatására fellépő feszültségesést mérjük, a szenzor kimenetét (nyitott kollektoros, vagy ellenütemű) egy komparátor segítségével hajtjuk meg.

 

 

 

TMR szenzor: az ellenállás a külső mágneses mező irányának a belső mágneses mező rögzített irányának (kék nyíllal jelölt) egymáshoz képesti viszonyától függ

 

A legfontosabb kapcsolócsalád a CT83xx sorozat, ahol megtalálhatók a különböző érzékenységű reteszelők (latch) unipoláris és omnipoláris típusok is. A kínálat legtöbb tagja impulzus üzemben működik, ezáltal csökkentve az áramfogyasztást, bizonyos típusoknál akár egészen 200 nA-ig.

 

A CT83xx család jellemzői

 

A CT83xx család alkalmazása

• Alacsony fogyasztás, akár  200nA

• Nagy érzékenység
600 mV / mT @ 3 V

• Nagy termikus stabilitás,
kis linearitás hiba < ±0.25 %

• Nyitott drain vagy komplementer (push pull) kimenet

• SOT23 vagy LGA tokozás

• Alacsony fogyasztásigényű, jellemzően elemes táplálású eszközök

• A közműmérők szabotázs-védelme

• Folyadékszint érzékelés

• Reed relés kapcsoló kiváltása

• Motorvezérlők

• Ajtónyitás érzékelők

 

 

 

Áramlásmérő megvalósítása TMR szenzorral

 

TMR szenzorok segítségével a mágneses térerőmérő analóg szenzorokat is készíthetünk. Ezek a szenzorok alkalmasak a mágnes és az érzékelő közötti távolság meghatározására. Az elektromos áram által indukált mágneses mező térerejének mérésével áramérzékelés is megvalósítható. Mivel a mágneses mező térereje az áramjárta vezetéktől való távolság növekedésével nagyon gyorsan csökken, a TMR szenzorok nagy érzékenységükből adódóan kiválóak egyszerű áramdetektáló alkalmazásokban.

A CT100 egy lineáris érintkezésmentes áramérzékelő teljes ellenálláshíd konfigurációban, mely nagy pontosságú árammérést tesz lehetővé számos fogyasztói, vállalati és ipari alkalmazás számára. A CT100 áramérzékelő nem befolyásolja a mérendő áramerősséget, és különböző teljesítményekhez illeszkedő változatokban elérhető. Másik fontos áramérzékelő szenzor a CT400 érintkezéses integrált eszköz, mely kis és közepes áramerősségek mérésére (max 50A) lett kifejlesztve, jellemzőit és felhasználási területét az alábbi táblázat foglalja üssze.

 

A CT400 áramérzékelő szenzor jellemzői

 

A CT400 áramérzékelő szenzor alkalmazása

• Nagy érzékenység

• Differenciális kimenet

• Tápfeszültség: 1,0V – 5,5V

• 6 kivezetésű SOT23 vagy DFN tok

• Akkumulátor menedzsment

• Motorvezérlés

• Háztartási gépek

• Villanyórák

• Túláramvédelem

• Indukciós főzés

• Megújuló energia

 

Cikkünk az Endrich Bauelemente Vertriebs GmbH közreműködésével készült.
 
Értékesítési iroda: H-1191 Budapest, Corvin krt. 7-13.
E-mail: hungary@endrich.com
Web:  www.endrich.hu/erdeklodes
További konzultációért és mintákért, adatlapokért keresse Kiss Zoltánt!

 

Az ipar után az egészségügyet is átalakítja a digitalizáció
Ahogy a gyártóiparban megjelent ipar 4.0 megoldások, úgy az adatalapú szolgáltatások tömeges elterjedése két évtizeden belül alapjaiban változtatja meg az egészségügy működését.
Robotrendszer a síküveggyártásban
Az ABB legnagyobb terhelhetőségű, többfunckiós robotjával valósult meg a Guardian Orosházi síküveggyárának új, biztonságos, hatékonyabb, gyorsabb üvegtábla rakodási rendszere.
IoT és feladatorientált robotok a legújabb trendek között
Már nem olyan távoli jövő a készpénz teljes eltűnése vagy az okosautók általános térhódítása, és tíz év múlva már a 6G is elterjed.
Gyorsabb eszközadat elérés segíti a tervezőket
Idén június elején jelent meg az alkatrész- és eszközadatok elérését online lehetővé tevő Eplan Data Portal legújabb verziója.
Termelésütemezés napjainkban
"Egy termelésütemező rendszerbe való beruházás sokkal nagyobb érték, mint egy gépberuházás! De ezt ma még sokan nem értik! De amikor majd ők is rálépnek erre az útra, és megismerik a lean-t, a termelésütemezést, akkor majd megértik ennek az értékét!"