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!

 

Mesterséges intelligencia a vezetésben
Az automatizált vezetés lépésről lépésre egyre több támogatást nyújt a sofőröknek, jövőbeni célja pedig, hogy a jármű végül átvehesse a teljes irányítást.
Az ipar elsőszámú szuperszámítógépe
Az IBM által fejlesztett Pangea III számítógép a francia Total energiaipari cégcsoport munkáját segíti a kitermelési folyamatoktól a képalkotáson át a mesterségesintelligencia-kutatásig.
Mindenkinek van vesztenivalója
A kisvállalkozások mintegy 36%-a esett adatsérülés áldozatául 2019-ben a Kaspersky legújabb felmérése szerint. Ennek ellenére sokszor nem elégségesek a megelőzésük érdekében hozott biztonsági intézkedések.
Digitalizációról felsőfokon
A McKinsey nemzetközi tanácsadó cég egy tavalyi elemzése szerint a digitális gazdaság 2025-ig akár 9 milliárd euróval is növelheti a hazai GDP-t, amennyiben Magyarország képes volna kihasználni a digitalizációban rejlő potenciált.
Innovatív újdonságok – gyakorlati, high-tech megoldások – autóipari trendek
A PERFORMA 2019 szakmai konferencián az innovációk, technológiai újdonságok bemutatása és testközelbe hozása kerül a középpontba. Olyan trendekről, megoldásokról értekeznek a jelenlevők, amelyek nagyban hozzájárulnak a magyar piac modernizációjához és fejlődéséhez.