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韦根传感器的工作原理是什么?

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韦根工作原理

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韦根传感器提供双极磁感测,无需任何外部电压或电流的应用。该传感器独特的材料特性意味着每次磁场极性转换都能产生一致的脉冲。除了磁传感,超低功耗电子设备可以通过收集单个脉冲的能量来供电。另外,连续的脉冲可以被存储以抵消电路的能量需求,或者用来“唤醒”间歇性供电的电子电路。这使其成为低功耗和节能应用的完美磁传感器。

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韦根效应有何不同?

韦根导线产生的电脉冲非常短暂,但无论外部磁场变化的快慢,其强度几乎保持不变。这就是韦根效应的特别之处:虽然简单的发电机(也使用电磁感应)可以有效地将旋转运动转化为电能,但它们的输出功率随旋转速度而变化。当发电机转动缓慢时,功率水平可能太低而无法使用。然而,使用韦根线,每次磁场反转产生的电能量在很大的速度范围内保持一致。

韦根技术与发电机的不同之处

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随着最近韦根设备的能量输出增强,以及新一代用于无线通信的超高效电子芯片的出现,该技术显示出巨大的前景,特别是在令人兴奋的物联网(IoT)新领域。

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韦根发现的历史

韦根效应是美国发明家约翰·韦根在20世纪70年代发现的一种物理现象。他发现,通过反复拉伸和扭曲一根铁磁线,他可以改变它的磁性。当“韦根线圈”样品暴露在反向外磁场中时,它将最初保持其原始磁性状态。然而,当外场的强度达到临界阈值时,导线中磁性较软的区域将经历极性的突然反转。

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这种转变在几微秒内发生,可以用来在缠绕在电线上的细铜线圈中感应电流脉冲。短长度的韦根导线和周围的铜线圈的组合被称为韦根传感器。这些都可以从UBITO在SMD(表面贴装器件)封装中获得。

制造韦根线圈

韦根线的生产过程包括对一卷韦根合金丝(钒、铁和钴的合金)进行退火,然后同时拉伸和扭转金属丝。这种积极的冷加工改变了金属的晶体结构,并产生了两个区域-内核和外壳-具有显着不同的磁矫顽力水平。矫顽力是铁磁材料的一种特性,它决定了材料被外加磁场磁化的难易程度。软磁材料,如低碳钢,矫顽力低,易改变其磁性状态。磁性坚硬的材料,如用于制造永磁体的合金,除非暴露在非常强的外部磁场中,否则将保持其磁性状态。这两个区域的相互作用导致导线具有高水平的磁滞。生产一批令人满意的维根线的“配方”是由约翰·韦根和他的合作者通过反复试验确定的。他们开发的生产韦根丝的机器有一系列旋转的框架,可以以不同的速度拉伸、扭曲,然后松开金属丝。FRABA获得了这台机器,还有约翰·韦根的实验笔记。从那时起,FRABA及其合作伙伴进行的研究使这一过程自动化,并优化了质量和一致性。

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