35
MEDERelectronic
www.meder.com
干簧传感器与霍尔效应传感器
传感器与霍尔效应
由于多年的推广应用，霍尔效应传感器一直激发着设计
工程师们的想象力。在固体形态下他被认为是一种更可
靠的解决方案，尤其是相较与电子设备而言。
但是如果将干簧传感器与霍尔效应传感器相比较，干
簧传感器还是具备了更显着的优点。
首先让我们来详细了解一下干簧传感器技术，它的主要
部件是干簧开关，由WesternElectric在20世纪40年代发
明。另一个主要部件是磁铁或电磁体，用来控制开关
的打开或闭合。60多年以来，干簧传感器在可靠性、
质量及成本控制上都在不断改善。因为这样引人注目
的的发展，干簧传感器在很多可靠性高注重质量和安
全的关键性的设计领域得到应用。
干簧技术因其品质及可靠性而最引人瞩目的大概是在自
动测试仪器（ATE）上的应用了。在这一领域，它的地
位是举足轻重的。干簧开关被用于干簧继电器、集成电
路、特定用途集成电路、芯片测试、电路板功能测试。
在这些应用中，可能有多达2万个的干簧开关被用于同
一个系统中。此时如果有一个继电器发生故障就能构
成50PPM的故障率。这样的故障率在电子设备中行业
中闻所未闻的，在近似的半导体行业中也是如此。因
此干簧继电器一旦通过了最初的测试就必须保证在以
后的使用中一直保持一样的品质。在这一点上干簧传
感器已经被证实优于其它任何传感器装置。为了物有
所值，自动测试设备常常是每周七天，每天24小时不
间断的工作，因此一个干簧继电器的使用寿命可能被
要求高达几十亿次。
另一个例子在通过了紧急安全应用测试后，干簧传感
器在安全气囊传感器中被广泛使用。如今它也被用在
许多汽车安全设备上（刹车液位检测等），医学设备
包括去纤颤器、烧灼设备、起搏器以及需防止小量电
流泄露的医学电子。
比较干簧传感器和霍尔效应传感器，可以发现干簧传
感器有以下一些优点：
1.成本：霍尔效应装置本身的成本并不高，但是他需
要电力和线路来操作，而且由于信号输出低，经常都
需要用到信号放大器，这样一来它的成本比干簧传感
器便要高出相当一部分了。
2.干簧传感器从输入到输出有比较好的绝缘效果，通
过传感器的电流高达1015欧姆时漏电水平仅为千亿分之
一安培。而霍尔效应设备的漏电流只小于微安等级。对
于一些会用在人体内的电子医疗设备如探针或起搏器来
说，在心脏附近不能漏电是很重要的，因为任何微量的
电流都可能改变心脏主要电活动。
3.由于干簧管的全密封性，它可以在几乎任何环境下
操作。
4.干簧传感器的阻值很低，通常是50毫欧姆，而霍尔效
应传感器通常是数百欧姆。
5.干簧传感器可以在不同范围内直接转换，包括nV到
kA,fA到A，DC到6GHz。而霍尔效应设备所具备的输
出范围是比较有限的。
6.干簧传感器有比较大的磁感应范围。
7.干簧传感器对静电并不是很敏感，静电放电有时会对
霍尔效应设备造成严重的破环。
8.干簧传感器能承受较高电压（微型尺寸额定高达
1000Ｖ）。而霍尔效应设备需要设置外置电路来达到
１００Ｖ的额定值。
9.干簧开关能够转换多样化负荷，而霍尔效应
36
MEDERelectronic
www.meder.com
传感器与霍尔效应
传感器只能转换较低的电压和电流。
10.干簧传感器通常要做一个三尺坠落的耐受性实验，
这方面霍尔效应传感器无法与之相提并论的。因为干簧
传感器不存在损耗件，在低负荷等级（<５Ｖ＠１０
ｍＡ及以下）的情况下可操作大数十亿次，可以与半导
体的平均故障间隔值相媲美。
11.干簧传感器不会被温度环境影响，可以在-65゜C至
150゜C间操作而无须任何附加条件，但霍尔效应传感器
只有有限的操作温度范围。
干簧开关在很多情况下都可以得到良好的使用，针对不
同情况需用适当的干簧开关是非常重要的。如今有一些
干簧产品公司在产品设计应用上无论质量、可靠性和安
全上有事非常优秀的。Merder电子在以上提及的关键应
用上都有相当丰富的经验，对于这些需要满足安全等相
关需求的客户，Meder电子会是一个明智的选择。
37
MEDERelectronic
www.meder.com
干簧传感器与霍尔效应传感器对比表
传感器与霍尔效应
规格霍耳效应传感器干簧传感器
输入需求外来磁场>15Gauss外来磁场>5Gauss
感应距离感应有效距离达20mm感应有效距离达40mm
输出需求恒向电流>10ma，取决于它的敏感性无需求
长期需求电是否
感应装置上的需求
稳压器，恒向电流，霍尔发电机，微细信
号放大器，稳定断路器，施密特触发器，
短路保护器，外置过滤器，外置开关
无需求
磁滞现象通常固定在大约75%可以调整来符合设计需要
电路探测需求通常需要放大器无需求
能够直接转换负荷不能，需外置开关
能够转换高达2A和1000V的负荷，取决于
干簧管的选择
输出转换电源低，mW(毫瓦)级高达1000W，选取择决于干簧管的选择
电压转换范围需要外置开关0V–200V(适用1000V)
电流转换范围需要外置开关0–2A
极性输出感应性是，适当操作位关键否
输出失调电压感应性
是，感应性能受温度属性和热应力的影
响下会变差
无需求
电路继路器需求
是，帮助减少输出失调电压，需要额外
外置输出电容
无需求
频率范围需要外置开关DC至6GHz
闭合后输出电阻值>200欧姆0.050欧姆
预期操作寿命<5V@10mA>10亿次操作>10亿次操作
电容流经输出100pF，常值0.2pF，常值
输入、输出绝缘10
12
欧姆，最小值10
12
欧姆，最小值
绝缘流经输出10
6
欧姆，最小值10
12
欧姆，最小值
输出介电强度<10V,常值205V常值(可提供2500V)
EDI(ESD)磁化系数是，需要外置保护否，不需要外置保护
密闭度否是
耐撞击>150g150g(最新型号可耐受力高达5000g)
耐振动>50g10G’s
操作温度
典型的，0
o
C-70
o
C以上或以下范围使功
能降低
﹣55
o
C-150
o
C无功能降低现象
储存温度-55
o
C-125
o
C-55
o
C-150
o
C
38
MEDERelectronic
www.meder.com
规格干簧开关机械微开关机械微开关
感测距离高达40mm接触（零距离）
始终需电源无无
输入要求外磁场＞5高斯机械力
磁滞能调整以满足设计要求差动行程
寿命：低电平10
10
次10
6
次
切换电压高达200V（可提供1000V）250VAC
切换电流高达2A高达25A
最小切换负载无需负载(μV/pA)50mW
最大切换负载高达100W高达5’000W
绝缘电阻10
14
欧姆10
9
欧姆
接触电阻5050毫欧10050毫欧
噪音无切换噪音有切换噪音
过载高灵敏不灵敏
密封性有无
一般性能电流隔离（空气间隙）电流隔离（空气间隙）
干簧开关与机械开关对比
干簧开关与机械开关
|
|
