磁気センサの応用は非常に広く、すでに国民経済、国防建設、科学技術、医療衛生などの分野で重要な役割を果たしており、現代のセンサ産業の主要なブランチとなっています。伝統産業の応用と改造、資源探査と総合利用、環境保護、生物工学、交通知能化管制などの各方面で、それらはますます重要な役割を果たしている。以下、いくつかの重要な側面の応用について論じます。

磁気センサの産業応用です

磁気センサはすでに多くの分野で産業的に応用されており、毎年数十億個の磁気センサが必要とされています。

1.1電機産業

ブラシレスモータは体積が小さくて、軽くて、効率が高くて、速度調節が便利で、メンテナンスが少なくて、寿命が長くて、電磁干渉が発生しないなどの一連の利点があって、年間の需要量は数億に達します。

ブラシレスモータでは、磁気センサを用いてロータ磁極位置センサとステータ電机電流トランスデューサを行います。多くの磁気センサ、ホール装置、ワイゲンデ装置、磁気抵抗装置などが使用できますが、多く使われているのは、主にホール装置です。

モータの回転数の検出や制御に使われたロータリーエンコーダですが、従来は光エンコーダが多く使われていました。磁気エンコーダの使用はますます多くの利点を示し、光学系に取って代わろうとしている。磁気センサを使用してモータの過負荷保護(主にホール電流センサ)とトルク検出を行うこともできます。

1.2パワーエレクトロニクス技術

パワーメータ技術は電力技術と電子技術の組み合わせで、交直流電流の相互変換を実現し、必要な範囲内で電流、電圧と周波数の自由な調節を実現します。これらの技術と製品を採用して、各種の特殊電源(例えばUPS、高週波電源、スイッチング電源、アーク溶接机の逆電源など)と交流コンバータなどの製品を作ることができます(交流コンバータは電机の速度調節に使用して、省エネ効果が極めて高いです)。この変流装置の核となるのがパワー半導体です磁気センサをベースとした様々な電流センサは、これらの大電力デバイスを監視、制御、保護するために使用されます。ホール電流センサは応答速度が速くて、磁界と制御回路に依存して結合して、主回路に接続しないので、電力消費量が低くて、抗過負荷能力が強くて、線形が良くて、信頼性が高くて、大電力デバイスの過電流保護ドライブとして、またフィードバックデバイスとして、自己制御ループの1つの制御リンクになります。変換技術を使用することができます大量の省エネルギー、外国で使用した電気エネルギーの95%は変換を経てきて、国内の変換技術はすでに高度に重視されているが、5%の電気エネルギーのこのような変換を経て、見ることができる巨大な応用の見通し。その中でも、大量の電流センサを吸収できる可能性があり、磁気センサのもう一つの大きな産業的応用分野です。

1.3エネルギーマネジメント

電力網の自働検出システムは大量のデータを採取して、コンピュータ処理した後、電力網の運行状況に対して監視を実施して、負荷の配分調節と安全保護を行います。自働的にシステムの各制御の段階を監視して、すべて磁気センサを基礎とする電流のセンサ、相互誘導器などで実現することができます。ホール電流センサは、電力網システムで徐々に使用されています。ホール装置で作成された電力計は、研究開発から実用化に移りつつあり、自動的に料金が請求され、電力率が表示されるので、いつでも調整でき、効率的な電力使用を保証できます。

1.4コンピュータ技術と情報読み書きヘッド

磁気情報記録装置には、磁気テープ、磁気ディスクなどのほかに、磁気カード、磁気インクで帳簿、紙幣などを記録する磁気記録装置などがあり、磁気情報の保存と読み取りセンサーの需要が大きいです。誘導ヘッド、薄膜磁気抵抗ヘッド、アモルファスヘッドなどが多く使われています。記録密度の向上に伴い、例えば100ギガバイトまで高くなると、より高感度で空間弁別力のあるヘッドが必要になります。多層金属薄膜をベースとしたメガマグネット、アモルファス合金で作ったアモルファス合金ヘッド、メガインピーダンスヘッドなどが激しい競争を繰り広げています。

1.5自動車産業です

自動車には大量のモーターが使われていますが(高級車では1台あたり40 ~ 60台、一般車でも15台とブラシレス化が進んでいます)、その中でも磁気センサーの数は、いうまでもありません。もう一つ、磁気センサーを多用しているのが、自動車のABS(抱き抱えブレーキ)システムで、1台あたり4 ~ 6個の速度センサーが使われていますが、主に感応式の速度センサーが使われています。徐々に普及が進んでいる新しいホールギアセンサーや、ウェイトデバイス、アモルファスデバイス、磁気抵抗デバイスなどがこの分野に参入してきています。

また、自動車のエンジンシステムの点火タイミング用の速度センサーや点火器です。これらも主にセンサーが使われています。ホールギアセンサーやホールフレッシュスイッチは、すでにいくつかの車種で使用されています。ハニーウェル社によれば、1996年6月までに8000万個のホルドウィングスイッチと300万個のホルドギアセンサーを自動車業界に供給しています。将来的には1台の自動車に、ホールセンサーのような磁気センサーが30個以上採用されると予測されています。

また、産業自働制御、ロボット、オフィスオートメーション、家電や各種安全システムなどの分野では、ブラシレス直流電机、交流変換机などのほか、冷蔵庫、空調机、炊飯器などの装置では、磁気温度制御机が大量に使用されており、1980年代半ばには数億台を超えています。

伝統産業の変革への応用と市場への応用です

1995年には、工業プロセス制御センサの世界市場だけで260億ドルに達しています。2001年にパソコンHDD用sv-gmrヘッドの市場は4000億円(約34億ドル)を超えました。新しいマイクロ磁気センサを採用すれば、操作が簡単になり、信頼性が向上し、デバイスの寿命が伸び、コストが下がります。

新しい磁気センサを使用して測定と制御精度を大幅に向上させることができます。例えば、GMI(巨大磁気インピーダンス)磁界センサを使用して、検出解像度は通常のマグネトロン磁強計と同じですが、応答速度は2倍速く、消費電力は後者の1%です。ホール装置の場合、その解像度は4A/mしかなく、300倍以上の外視場が必要です。応力検出では,SIセンサの感度は一般的な抵抗線の2000倍と高く,半導体ひずみゲージの20 ~ 40倍です。工業机械の油圧または気圧シリンダーのピストン位置の検出、広くピストンバーにはめられた永久磁気リングとAMR素子で構成された磁気センサを採用して、0.1mmの検出精度を達成して、検出速度は0 ~ 500mm/sの高低速度で変換することができます;GMIやsv-gmrセンサーを使うことで、測定精度が1桁以上向上します。工作機械がデジタル化する時代に、デジタル磁気定規は設計者が閉ループ制御を実現するのに役立ちました。絶対信号出力の定規を使えば、ノイズや電源電圧の変動などの干渉を受けず、原点リセットする必要もありません。働作状態磁感スイッチを使用して、手動とデジタルの間の変換も行うことができます。

回転磁気エンコーダは回転量の検出制御に重要な役割を果たし、デジタル制御机械、ロボット、工場自働化設備の位置検出、伝送速度制御、磁気ディスク、プリンタなどの自働化設備の通信設備の回転量検出に欠かせない重要な部品です。その検出対象は光磁気パターンで、油霧粉塵の影響を受けないため、現在の最先端の光エンコーダより信頼性が高く寿命が長く、特に自働溶接、ペイントロボットや鉄鋼関連の位置検出、各種金属、木材、プラスチックなどの加工業界での応用に適しています。まだ大量に光エンコーダを使用して、このような装置が粉塵、油汚れと煙の影響を受けやすいため、自働溶接で、ロボットをペイントして、紡織と鉄鋼、木材、プラスチックなどの加工の中で、信頼性はとても悪いです。AMR, GMR, GMIの敏感な部品で構成された回転式磁気エンコーダでは,このような欠点がなく,これらの市場の需要は年30%以上伸びています。家庭電化製品や省エネ製品にも幅広く応用できる可能性があり、省エネや環境にやさしい製品にも応用できる可能性があります。マイクロ磁気エンコーダと制御マイコンが一体化すれば、制御システムの構造が簡略化され、部品数やデューティサイズが減り、精密な製造や加工に大きな意味があります。

環境モニタリングへの応用です

環境保護の前提は各環境パラメーター(温度、気圧、大気成分、雑音.......)に対してです。ここでは多数のセンサーを使う必要があります。強磁性伸縮アモルファス磁気弾マイクロ磁気センサを採用し、真空または密閉空間の温度と気圧を同時に測定することができ、プラグを接続する必要がなく、遠隔測定と遠隔アクセスが可能です。食品の包装、環境科学の実験などの方面で、応用の見通しは広いです。

交通規制への応用です

交通事故と渋滞は都市間交通の大きな問題です国内外では、高速道路走行支援道路システム(AHS)、インテリジェント輸送システム(ITS)、道路交通情報システム(VICS)などの開発や建設が進んでいます。これらの新しいシステムでは、高感度、高速応答のマイクロ磁気センサが活躍しています。例えば、解像度1nTのGMIやSIセンサーで、ITSセンサー(高速道路の標識、車輪角度、トラック接線距離測定)、自働車通過レコーダー(通行方向、速度、全長、車種認識)、駐車場大量車両センサー、加速度センサー(車両通過時の橋の振動測定など)を構成できます。

磁気センサの電子コンパスへの応用です

ナビゲーションには何世紀にもわたって磁気コンパスが使われてきましたある資料によると、2千年以上前から中国人は天然磁石-磁鉄鉱を使って水平方向を指示しています。電子コンパス(電子羅針盤,電子羅針盤)は方位角(針路角)を測定する経済的な電子机器です。電子羅針盤は今日広く自働車や手に電子コンパス、時計、携帯電話、無線机、レーダー探査机、望遠鏡、探査机、イスラム教徒のメッカ探査机(イスラム教徒の時計)、手にGPSシステム、道しるび、武器/ミサイルナビゲーション(航位推定)、位置/方位システム、安全/位置情報机器、です。自動車や航海・航空用の高性能ナビゲーション機器、ゲーム機器など、方向や姿勢を示す必要がある機器です。

地球自体は大きな磁石で、地球の表面の磁場はおよそ0.5Oeで、地球の表面と平行に常に北を向いています。GMRフィルムを使って地磁気を感知するセンサーを作ることができます。図5は、このセンサの具体的な動作原理を示しています。磁界のX方向とY方向の成分を検出できる一体型GMRセンサを作ることができます。このセンサはコンパスとして、様々な交通机関でナビゲーション装置として活用されています。アメリカのNVE社は、GMRセンサーを車両の交通制御システムに採用しています。たとえば、高速道路沿いに設置されたGMRセンサーは、センサーを通過する車両を計算して区別します。GMRセンサーを二つ同時に別々に置けば、通過する車両の速度や長さを検知することもできますし、もちろんGMRは道路の料金所でも利用でき、料金の自動制御が可能です。また、高感度と低磁界のセンサーは、航空、宇宙、衛星通信技術に用いることができます。軍事産業では、吸波技術の発展に伴って、軍事物は吸波材料で覆い隠すことができますが、それらはどうしても磁場を発生しますので、GMR磁場センサーによって隠れている物体を探し出すことができます。もちろん、GMR磁場センサーは、地球の表面の物体や鉱物の分布を調べるために衛星に応用することができます。[3]です。

ドア磁気センサのスマートホームへの応用です

スマートホームの門限システムの中でドアの磁気の開閉の役割はドアの磁気の通電を担当するのですか、通電は磁気を帯びて(ドアを閉める)、電源は磁気を消して(ドアを開く)、ドアの磁気はドアとドアカバーの上で取り付けて、開閉は屋内で取り付けて、自働閉門器と組み合わせて使用して、普通は150キロのラリーに耐えることができます。

有線のドアの磁気は埋め込み式の取り付けのために更に隠蔽して、ドアと窓の開閉を感応して、適用して木質あるいはアルミニウム合金のドアと窓は有線のいつも閉じます/いつも開けて信号を開閉します。ドア磁気は、ドアや窓、引き出しなどが不正に開いたり、動いたりしていないかを検知するのに使われます。無線送信機と磁気ブロックで構成されていますドア磁気システムは実はベッド磁気などと同じ原理です。