一种基于InSb磁敏电阻器的接近开关

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控制指令。接近开关既具有行程开关和微动开关的特性，
空穴）迁移率相差悬殊时，电阻率的变化用下式表示
（－０／０．７Ｐ－）ｐ＝０２５ｐ的磁感应强度，Ｐ为磁感应强度分Ｐ。，别为Ｂ和０时半导体材料的电阻率；为载流子的迁移率。
又具有传感器的性能，动作可靠、能稳定、干扰能力其性抗
１８１
传感器与微系统（ｒｎｄｃｒｎｃｏｙｔｍＴｃｎｌｇｓＴａｓｕｅｄＭｉｓｓｅｈｏｉ）ａｒｅｏｅ
２１０１年第３０卷第１０期
一
种基于ＩＳｎｂ磁敏电阻器的接近开关
秦玉伟
（南师范学院物理与电子工程系，西渭南７４０）渭陕１００
径，大了材料的电阻率，电阻增大。当载流子（子和增即电
接近开关是一种电子开关量传感器，主要功能是完成对位置的检测，将位置量转换成开关量电信号输出，实现对负载的控制或信号的转换与传递。当物体靠近接近开关的感应面，达到接近开关动作距离时，无需机械接触就可使接近开关动作，从而驱动交流、流电器或给计算机装置提供直
Ａｂｔａｔ：ＴｈｒｉｉｃｐｅｏｎＳｇｅｏｅｉｔｖｒｘｍｉｗｉｃｉｎｒｄｕｅ．ＴｈｅｉｎｌｒｃｓｉｇｓｒｃｅｗｏｋｎｇｐｒｎｉｌｆＩｂｍａｎｔｒｓｓｉｅｐｏｉｔｓｔｈｓｉｔｏｃｄｙｓｇａｐｏｅｓｎｃｒｕｉｉｓｇｅａｈｄｎａｃｃｒｃｅｉｔｃｓｉｃｔｓｄｅｉｎｄｎｄｔｅｙｍｉｈａａｔｒｓｉｓｉｍｅｓｅＴｈｅｘｒｍｅｔｌｒｓｔｈｗｓｔａｈａｔｏ — ａｕｒｄ．ｅｐｅｉｎａｅｕｌｓｏｈｔｔｅｃｉｎｄｓａｃｆｔｒｘｍｉｗｉｃｓｍｏｅｔｎ８ｉｎｅｈａａｉｔｎｓ４ｍｉ．ｅｈｓｅｅｉ— ｉｔｎｃａｉｔｎｅｏｈｅｐｏｉｔｓｔｈｉｒｈａｎｗｈｎｔｅｒｄｉｌｄｓａｃｅｉｌＴｈｙｔｒｓｓｄｓａｅｃｎｙ１ｂｉｔｄｉ０６ｒｉｅｌｍｉｅｎ０．ｎ．Ｔｈｅｅａｉｏａｉｎｒｃｓｏｓｐｉｒｏ０．ａｒｐｅｔｎｇｌｃｔｏｐｅｉｉｎｉｒｏｔ０４ｍｍ．Ｉａｕｅｆｒｆｒｏａｎｅｉｔｃｎｂｅｓｄｏｅｒｍｇｔｃｓｂｓａｃａｕｒｎｆｗｏｋｎ￣ｅｅｃｒｍｏ５ｋ．ｅｐｒｘｉｔｗｉｈｈｓｈｉｈｓｎｉｉｉｙ，ｎｙｍｉｕｔｎｅｍｅｓｉｇｏｒｉｇｑｕｎｙｆｏ０ｔＨｚＴｈｏｍｉｙｓｔａｇｅｓｔｖｔｆｅｄｎａｃｃｉｃａａｔｒｓｉｓ，ｉｅｃｎｓｒｔｏｎｏｃｓ．Ｉｃｎｂｅｐｏｕｃｒａｌｒｅｓａｅ．ｈｒｃｅｉｔｃｓｍｐｌｏｔｕｃｉｎａｄｌｗｏｔｔａｒｄｅｄｆａｇｃｌｏ
Ｋｅｏｄ：ｐｏｉｉｗｔ；ｇｅ — ｓｔ（Ｒ）ｉｄｕａｔｏｉｅＩＳ）ｙｗｒｓｒｘｍｔｓｉｈｍａｎｔｒｉｏＭ；ｎｉｙｃｏｅｓｒｍ—ｎｉｎｄ（ｎｂｍ
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于磁场中且磁场方向与电流方向垂直时，由于洛仑兹力的作用使载流子的运动方向发生偏转，加长了载流子运动路
ＱＮＹ —ｅＩｕｗｉ
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摘
要：介绍了锑化铟（ｎｂ磁阻式接近开关的工作原理，ＩＳ）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：向间距为４ｆ径ｉｌ，ｍ时接近开关动作距离大于８ｍ，ｍ回差距离小于００ｍ，复定．６ｍ重位精度优于００ｍｍ，．４可适用于工作频率０－Ｈ范围内的铁磁性物质检测。该接近开关灵敏度高，５ｚｋ开关动态特性较好，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：Ｔ２２Ｐ１文献标识码：Ａ文章编号：１０－７７２１）００１－２００９８（０１１－１８０
ＡｒｘｍｉｙｓｔｈｂｓｄｏｎＳａｎｔ — ｅｉｔｒｐｏｉｔｗｉｃａｅｎＩｂｍｇｅｏｒｓｓｏ

E2B-M18LN16-WZ-B1接近开关

E2B 接近传感器世界新标准经济型接近传感器，完美使用各种场合，全机种·高品质·低价格 E2B 种类:信息更新: 2017年11月18日尺寸检测距离连接方式 (见“注1”) 螺纹长度输出类型动作模式NO动作模式NCM8(不锈钢)(见 “注2”) 单倍距离型屏蔽型 1.5mm 导线引出型标准型 PNP E2B-S08KS01-WP-B1 2M E2B-S08KS01-WP-B2 2M NPN E2B-S08KS01-WP-C1 2M E2B-S08KS01-WP-C2 2M 长螺纹型 PNP E2B-S08LS01-WP-B1 2M E2B-S08LS01-WP-B2 2M NPN E2B-S08LS01-WP-C1 2M E2B-S08LS01-WP-C2 2MM8接插件型(3针) 标准型 PNP E2B-S08KS01-MC-B1E2B-S08KS01-MC-B2 NPN E2B-S08KS01-MC-C1E2B-S08KS01-MC-C2 长螺纹型 PNP E2B-S08LS01-MC-B1E2B-S08LS01-MC-B2 NPN E2B-S08LS01-MC-C1E2B-S08LS01-MC-C2 非屏蔽型 2mm 导线引出型标准型 PNP E2B-S08KN02-WP-B1 2ME2B-S08KN02-WP-B2 2M NPN E2B-S08KN02-WP-C1 2ME2B-S08KN02-WP-C2 2M 长螺纹型 PNP E2B-S08LN02-WP-B1 2M E2B-S08LN02-WP-B2 2M NPN E2B-S08LN02-WP-C1 2M E2B-S08LN02-WP-C2 2M M8接插件型(3针)标准型 PNP E2B-S08KN02-MC-B1E2B-S08KN02-MC-B2 NPN E2B-S08KN02-MC-C1E2B-S08KN02-MC-C2 长螺纹型 PNP E2B-S08LN02-MC-B1 E2B-S08LN02-MC-B2 NPN E2B-S08LN02-MC-C1 E2B-S08LN02-MC-C2 两倍距离型屏蔽型 2mm 导线引出型标准型 PNP E2B-S08KS02-WP-B1 2M E2B-S08KS02-WP-B2 2M NPN E2B-S08KS02-WP-C1 2ME2B-S08KS02-WP-C2 2M 长螺纹型 PNP E2B-S08LS02-WP-B1 2M E2B-S08LS02-WP-B2 2M NPN E2B-S08LS02-WP-C1 2M E2B-S08LS02-WP-C2 2M M8接插件型(3针) 标准型 PNP E2B-S08KS02-MC-B1E2B-S08KS02-MC-B2 NPN E2B-S08KS02-MC-C1E2B-S08KS02-MC-C2 长螺纹型 PNP E2B-S08LS02-MC-B1E2B-S08LS02-MC-B2 NPN E2B-S08LS02-MC-C1E2B-S08LS02-MC-C2 非屏蔽型 4mm 导线引出型标准型 PNP E2B-S08KN04-WP-B1 2ME2B-S08KN04-WP-B2 2M NPN E2B-S08KN04-WP-C1 2ME2B-S08KN04-WP-C2 2M 长螺纹型 PNP E2B-S08LN04-WP-B1 2M E2B-S08LN04-WP-B2 2M NPN E2B-S08LN04-WP-C1 2M E2B-S08LN04-WP-C2 2M M8接插件型(3针)标准型 PNP E2B-S08KN04-MC-B1E2B-S08KN04-MC-B2 NPN E2B-S08KN04-MC-C1E2B-S08KN04-MC-C2 长螺纹型 PNP E2B-S08LN04-MC-B1E2B-S08LN04-MC-B2 NPN E2B-S08LN04-MC-C1E2B-S08LN04-MC-C2注：1. 导线引出型的电缆长度有2m和5m两种。

传感器的敏感材料与敏感元件介绍

3.2.1 温度敏感陶瓷材料
❖ 陶瓷温度传感器是利用陶瓷材料的电阻、磁性、介电、半导等物理性质随温度而变化的现象制成的，其中电阻随温度变化显著的称为热敏电阻。对热敏电阻的基本特性要求包括有：①电阻率；②温度系数的符号与大小；③稳定性。
❖ 按热敏电阻的温度特性可分为负温度系数热敏电阻（NTC），正温度系数热敏电阻（PTC）和临界温度电阻（CTR）3类。
❖ 根据被测参数的功能类型来划分敏感材料。例如温度敏感材料、压力敏感材料、应变敏感材料、光照度敏感材料等。
❖ 按照材料的结构类型进行分类。该分类方法包括半导体敏感材料、陶瓷敏感材料、金属敏感材料、有机高分子敏感材料、光纤敏感材料、磁性敏感词材料等等。
3.1 半导体敏感材料及元件
❖ 传感器对半导体敏感材料最基本要求是换能效率高，即可将其他形式能量转换为电能，且易制成器件。
图3-8 TiO2含量对电阻的影响
❖ 3 钙钛矿型结构陶瓷湿度敏感材料
钙钛矿型结构的化学通式为ABO3 ，具有钙钛矿结构的纳米级复合氧化物陶瓷材料的表面、界面性质优异，对环境湿气度化非常敏感，是湿度敏感材料发展的新方向。 BaTiO3晶体是较早被人们认识的铁电材料之一。BaTiO3具有很好的湿敏性质，随着BaTiO3颗粒尺寸的减小，湿敏特性提高，响应加快。
积的空隙中。间隙较小的
是氧四面体中心，为A位置，
间隙较大的则是氧八面体
位置，为B位置。
图3-6 两种结构类型
❖ （2）典型的尖晶石结构陶瓷湿度敏感材料纯MgCr2O4为正尖晶石结构，是绝缘体，不宜用作感湿材料。当加入适量杂质，如MgO、TiO2、SnO2等；或在高温煅烧，瓷体中呈现过量的MgO时， MgCr2O4即形成半导体。图3-7表示MgCr2O4中添加受主杂质MgO时对电阻率的影响。

磁敏电阻传感器的应用与研究1

磁敏电阻传感器的应用与研究摘要：磁敏电阻传感器是由磁敏电阻组成的的一种新型传感器，而磁敏电阻是一种基于磁阻效应的电阻体，它是在外磁场各个方面的作用下改变自身的阻值大小的。

它具有体积小、灵敏度高、反应迅速、测量非接触，对环境要求使用低等优点，因此可以用来解决自动化和测量中的许多难题。

关键词：磁敏；传感器；锑化铟；半导体；强磁性；一、传感器的分类磁敏电阻传感器是以磁敏电阻作为敏感元件构成的，其核心主要是磁敏电阻。

磁敏电阻是一种高性能的磁敏感元件。

其主要性能表现在磁敏电阻施加电场时，其电阻值比未施加电场时发生了明显的变化。

对于磁敏电阻，到目前为止，一些国家所研发的磁敏电阻种类颇多，其名称也极不统一。

例如，日本的“索尼”公司就有“磁敏二极管”和“磁敏电阻”之分；西德的“西门子”公司称为“磁敏半导体”；还有的公司把它叫做“场片”和“磁可控固体电阻”，还有其它的叫法等等。

但是随着其使用的领域和范围扩大，名称慢慢统一起来，趋于统一的叫法就是现在的“磁敏电阻”。

[1]而用磁敏电阻构成的传感器种类也不少。

目前按使用材料可将其分为两类：一类是用半导体材料构成的磁敏电阻传感器；另一类是用强磁性薄膜材料构成的磁敏电阻传感器。

下面就简单介绍这两种磁敏电阻。

1、半导体型磁敏电阻半导体磁敏电阻有是三个组成部分，分别是基片、半导体电阻条(内含短路条)和引线。

首先是基片，别称衬底，一般是用0.1~0.5mm厚的云母、玻璃作成的薄片，也有使用陶瓷或经氧化处理过的硅片作基片的；其次是电阻条，它一般是用锑化锢(InSb）半导体材料制成的半导体磁敏电阻条，通常工厂在制造过程中，为了提高磁敏电阻的阻值，缩小其体积、提高灵敏度，常把它作成如图l所示的结构。

最后是引线，它是用外铁磁物质的功50~100um的硅铝丝或们0~20um 的金丝体内引线，而用薄紫铜片等作为外引线，经超声压焊或金丝球焊与芯片连接起来。

[2]由锑化铟磁敏电阻构成的传感器的外形呈扁平状，非常薄，这类磁敏电阻主要是利用“霍尔效应”为其作用原理的，而现在外国的一些科学家已经提出了自旋霍尔效应理论，在由绝缘铁磁体的F多层膜，如钇铁石榴石（YIG），和一个正常的金属与自旋轨道相互作用，如铂（Pt）。

磁敏传感器定义与分类

Байду номын сангаас
工作原理霍尔效应
工作范围 10-7〜10T
磁敏电阻效应 10-3〜1T
复合电流的磁场调制
集电极电流或漏极电流的磁场调制
磁敏电阻的各向异性
巨磁阻抗或巨磁感应效应
威根德效应
法拉第电磁感应效应
约瑟夫逊效应
10-6〜10T
10-6〜10T
10-3〜 10-2T 10-10〜 10-4T 10-4T 10-3〜100T 10-14〜10-8T
第二节磁敏传感器定义与分类
三、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。
第二节磁敏传感器定义与分类
四、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，除巨磁电阻存有差距以外，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。
第二节磁敏传感器定义与分类
四、国内磁敏传感器的现状
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）
第二节磁敏传感器定义与分类
名称霍尔器件
半导体磁敏电阻磁敏二极管磁敏晶体管金属膜磁敏电阻器巨磁阻抗传感器威根德器件磁电感应传感器超导量子干涉器件

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