磁场传感器的应用及市场调研报告

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专业：13普本测控

磁场传感器的应用及市场调研报告

1.磁场传感器

磁场传感器是可以将各种磁场及其变化的量转变成电信号输出的装置。自然界和人类社会生活的许多地方都存在磁场或与磁场相关的信息。利用人工设置的永久磁体产生的磁场，可作为许多种信息的载体。因此，探测、采集、存储、转换、复现和监控各种磁场和磁场中承载的各种信息的任务，自然就落在磁场传感器身上。在当今的信息社会中，磁场传感器已成为信息技术和信息产业中不可缺少的基础元件。目前，人们已研制出利用各种物理、化学和生物效应的磁场传感器，并已在科研、生产和社会生活的各个方面得到广泛应用，承担起探究种种信息的任务。早先的磁场传感器，是伴随测磁仪器的进步而逐步发展的。在众多的测磁方法中，大都将磁场信息变成电讯号进行测量。在测磁仪器中“探头”或“取样装置”就是磁场传感器。随着信息产业、工业自动化、交通运输、电力电子技术、办公自动化、家用电器、医疗仪器等等的飞速发展和电子计算机应用的普及，需用大量的传感器将需进行测量和控制的非电参量，转换成可与计算机兼容的讯号，作为它们的输入讯号，这就给磁场传感器的快速发展提供了机会，形成了相当可观的磁场传感器产业。

2.磁场传感器分类介绍

2.1薄膜磁致电阻传感器

铁磁性物质在磁化过程中，它的电阻值沿磁化方向将增加，并达到饱和的现象称为磁阻效应。薄膜磁阻元件是利用薄膜工艺和微细加工技术，将NiPe。NiCo合金用真空蒸镇或溯射工艺沉积到硅片或铁氧体基片上，通过微细加工技术制成一定形状的磁咀图形，形成三端式、四端式以及多端式器件。BMber结构桥式电路磁阻元件具有灵敏度高、工作频率特性好、温度稳定性好、结构简单、体积小等特点。可制成高密度磁咀磁头、磁性编码器、磁阻位移传感器、磁阻电流传感器等。

2.2磁阻敏感器

物质在磁场中电阻发生变化的现象称为磁阻效应。对于铁、钻、镍及其合金等强磁性金属，当外加磁场平行于磁体内部磁化方向时，电阻几乎不随外加磁场变化；当外加磁场偏离金属的内磁化方向时，此类金属的电阻值将减小，这就是强磁金属的各向异性磁阻效应。

电涡流式传感器

近年来，国内外正发展—对建立在电涡流效应原理上的传感器，即电涡流式传感器。这种传感器不但具有测量线性范围大、灵敏度高、结构简单、抗干扰能力强、不受油污等介质的影响等优点，而且又具有无损、非接触测量的特点，目前正广泛地应用于工业各部门中的位移、尺寸、厚度、振动、转速h压力、电导率、温度、波面等测量，以及探测全属材料和加工件表面裂纹及缺陷。

2.3磁性液体加速度传感器

磁性液体作为一种新型的纳米功能材料，一经问世便走到科学技术发展的前沿，目前科学家们已经将这种新型功能材料应用到广阔的领域中。以此为基础的磁性液体传感器技术也引起了国际技术领域广泛的关注。

2.4磁性液体水平传感器

磁性液体传感器的研究与应用起源于美国。早在1983年美国新墨西哥州阿尔帕克基应用技术公司就与美国空军签订了合同，美国新墨西哥州阿尔帕克基应用技术公司便开始研制基于磁性液体动力学原理（MHD）的主动式和被动式传感器。磁性液体传感器应用领域很广，既可以应用到民用上，也可以应用到军工上，有其它传感器所代替不了的功能，正因如此，国外比较早的意识到开发磁性液体传感器的意义，并且已开始了研究和生产，并将该种传感器应用到航空、航天、宇航站等尖端军事领域。美国、法国、德国、俄罗斯、日本和罗马尼亚等国家已开始利用磁性液体来制作各种传感器。磁性液体水平传感器对控制机器人工作状态，使太阳能栅板保持朝向太阳，使抛物天线持续朝向通讯系统中的人造卫星等方面有着重要的应用。目前国外已研制出单轴、双轴、三轴等类型的磁性液体水平传感器，而我国有关磁性液体传感器的研究尚处于实验和探索阶段。

3.磁场传感器的应用

3.1汽车

汽车中应用的磁传感器数量越来越多，是磁传感器最大的市场，占据了磁传感应用市场大约70%以上的份额。它在汽车中主要被用于车速、倾角、角度、距离、接近、位置等参数检测以及导航、定位等方面的应用，比如车速测量、踏板位置、变速箱位置、电机旋转、助力扭矩测量、曲轴位置、倾角测量、电子导航、防抱死检测、泊车定位等等。

图1 应用磁传感器在现代汽车

3.2消费类电子产品

开关检测洗衣机或者冰箱的门是否关上了，手机、笔记本是否合上盖子，数码相机镜头是否关上。

主要应用：

a）移动电话

b）家用电器：洗衣机

洗衣机——必须具备正反转和高低速旋转的功能，这就要用MR（磁致电阻效应）或霍尔元件检测和控制电动机的转速和方向。

c）个人电子产品：移动硬盘

d）游戏产品：电子玩具、电子罗盘等

3.3工业智能控制和自动化

数控机床、机器人、工厂自动化相关设备的位置检测，传输速度控制、磁盘、打印机、通信设备的旋转量的检测控制中，编码器是不可少的组成部件，市场年增长率为20%~30%。使用MR 元件、霍尔元件和半导体磁敏电阻元件信号读出的磁编码器，检测的对象是光磁图形，不受油污、粉尘的影响，因此比最先进的光编码器的可靠性高、寿命长，尤其适合于自动焊接，钢铁位置检测，以及各种金属、木材、塑料等加工行业的应用，在传统行业改造中发挥重要作用。

4.市场数据

4.1数据

表1 iSuppli 公司预测磁传感器市场和出货量

4.2汽车

汽车中应用的磁传感器数量越来越多，是磁传感器最大的市场，占据了磁传感应用市场大约70%以上的份额。据iSuppli 分析师RichardDixon 分析，仅在汽车车身应用方面，一辆车使用的磁性传感器与开关平均数量，就将从2008 年的6.7 颗，增加到2013 年的9.4 颗。中国汽车市场在2009 年逆市增长，产销量超过千万台，这无疑对推动磁传感器的发展起到了很大的促进作用。微开半导体公司中国市场相关负责人告诉记者，2009 年和2010 年霍尔传感器在汽车市场确实增长很快，他们对2011 年霍尔传感器在汽车市场的发展也非常

看好。

4.3手机

据市调机构iSuppli 的研究报告，仅用于手机的MEMS 数字罗盘市场将从2008 年的800万件增长到2013 年的5.4 亿件，年复合增长率（CAGR）高达129%。在此期间，手机数字罗盘元件的收入将从800 万美元增长到3.25 亿美元，年复合增长率（CAGR）高达110%。

表2 用于手机的MEMS 数字罗盘市场（iSuppli 的研究报告）