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非接触式传感装置在智能家居中的应用

关键词:智能传感器 微处理器控制系统家庭自动化

时间:2017-02-23 09:57:02       来源:互联网

对消费者便利和家庭自动化的需求推动了对采用智能传感器的家用电器的需求。由于现代家庭越来越依赖于智能技术,采用先进传感技术的智能家电技术并使同步通信和控制成为可能。全球各地包括亚洲、南美和其他各洲,对于高效节能而且价格低廉的电器的需求持续增长。

传感器在多种应用中的广泛使用,包括智能电网、智能建筑以及智能工业过程控制,将有助于实现更有效的资源利用和减少温室气体排放。通过采用内置高效节能的先进技术显着降低了能源和水的需求水平,同时最大程度减少了相应的水电浪费。微处理器控制系统的使用减少了对大型机械接触器/继电器和传统上以数安培电流开关白炽灯的开关技术的需求。今天的智能家电需要低电压和低电流的开关/传感装置。非接触式传感装置是机械装置的理想替代品。

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磁簧开关和霍尔传感器是适合数以百万次运行周期的非接触式传感技术。它们之所以被认为是非接触式的,是因为启动器件无需与传感器产生物理接触来改变传感器输出。现在我们来讨论有关磁簧开关和霍尔传感器的关键细节以及它们是如何影响今天的家电设计的。磁簧开关是一种由外加磁场操作的电子开关。作为一种无源器件,它不需要任何电能来运行。这种开关由两个或三个被称为簧片的薄金属片构成,这些金属片顶端有电镀触点,它们之间有很小的间隔簧片通常被密封在充满惰性气体的密封玻璃管中。

由于其简单和可靠的性能,磁簧开关成为低功率应用(如智能家居电器)的理想选择。磁簧开关通常在冰箱和烤箱门中用以检测门的打开或关闭状态。传感器向控制单元发出信号以迅速启动或停止电器中的LED照明。磁簧开关的磁灵敏度开关点比固态开关更为精确。对于在各种工作条件下都要发挥正常功能的系统的设计来说,高精度是非常重要的。由于磁簧开关的触点是密封的,从而避免了许多电器中常见的极端温度、湿度和水分的影响,不会因此影响到它们的接触稳定性和运行寿命。

霍尔传感器是基于半导体技术的传感器,原理是响应磁场的变化而改变感应电压。这类传感器将霍尔效应传感元件结合到电路中,以提供一个对应磁场变化而感应的数字开/关或模拟输出信号,而无需任何运动部件。不同于磁簧开关,霍尔效应器件含有源电路,因此始终需要少量的电流。霍尔效应器件是可编程的,可以以各种方式加以使用以获得多种输出,包括数字、模拟和速度感测。

霍尔传感器在洗衣机转速传感器的应用十分普及。洗衣机滚筒的转速是由一个连接至电动机轴的多级磁体(16或32极)监控的。这个磁体在具有优异速度测量功能的霍尔效应传感器上旋转。这个数字速度信号被发送至控制单元,控制单元在内部控制着电机速度以获得各种转速周期。

 

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