電子發燒友網報道（文/李寧遠）傳感器在我們的日常生活中扮演著重要角色，在許多我們看不到的地方支撐著我們智能化的生活。傳感器一般由敏感元件、轉換元件與測量電路組成，再加上相應的放大電路等等就構成了整個測量系統。這種系統的組成部分越多，那么對每個組成部分的靈敏度及誤差要求就越高。

隨著需求的不斷發展，傳感器的標準也越來越高，總的看來，寬頻率響應，大動態范圍，高靈敏度，高精度，高穩定性和重復性是發展趨勢。開環的傳感器系統越來越難滿足這樣的需求。因此結合了反饋技術的閉環傳感成了滿足這些要求的更完整的傳感器系統。

這種模式中又以TMR技術最為先進。TMR是指在鐵磁—絕緣體薄膜—鐵磁材料中，其穿隧電阻大小隨兩邊鐵磁材料相對方向變化的效應。TMR效應具有磁電阻效應大、磁場靈敏度高等獨特優勢。這種結構復雜，工藝要求和成本都很高的傳感器隨著材料與元器件以及電路技術的發展，現在其應用愈發廣泛。

TDK TMR

TDK的閉環傳感器CUR 423x就是基于TMR技術，在大電流的無聚磁芯應用上頗為廣泛。

CUR 423x是為了汽車和工業應用中的電流測量而開發的，已經在汽車產品中通過了驗證，采用的是高精度，線性閉環TMR技術。CUR 423x是該系列中第一款支持大電流直流和交流測量的產品，能測量1200A以上的電流。供電電流和感應電流的隔絕，對電網和電動汽車的高壓電池管理系統尤為有益。極佳的信噪比和全溫度范圍下全量程小于1%的總誤差，使得該產品能在上至5kHz帶寬的應用中進行精確電流測量。

CUR 423x的磁通量密度范圍可以是±7mT或者±40mT。磁場范圍可以精調，支持不同應用的電流范圍。輸出也是可調節的，比如符合SENT、SPI或者全比率測量模擬，靈活適應各種應用的要求。

此外，CUR 423x還集成了數字補償、溫度補償、低通濾波等輔助技術。為了確保整個傳感器系統的可靠性，還集成了符合ASIL-B功能安全等級的多種診斷功能。所有閉環電路必須的元件，比如補償線圈、分流電阻和TMR傳感電橋都集成在一個1毫米的工業標準TSSOP16 SMD封裝里。無需使用聚磁芯因而在尺寸和成本上很有優勢。

Crocus TMR

Crocus是第一批專注TMR技術的公司，它代表了TMR技術在世界范圍的技術風向。Crocus獨有的XtremeSense TMR技術讓旗下產品有著極高的靈敏度、最低的功耗和最小的尺寸。

CT100，Crocus旗下的一款非接觸式的TMR電流傳感器。它是一種具有寬動態范圍的高線性器件，使其能夠用于從非接觸式電流感測到線性到接近測量等各種應用。CT100的靈敏度范圍為最大為±50mT，同樣能夠測量超過1000A以上的電流，電流測量范圍大于±1000A的指標可以說是行業高端TMR技術的一個硬性指標。

在±20mT的測量范圍下，CT100有著小于0.5%的總誤差，這種級別的線性度上下幅度可以說是業內天花板了。這也可以看出作為第一批專注TMR技術的公司，Crocus在技術上的領先，尤其是測量精度上的領先。

上面說到，這種技術下的傳感器芯片，尺寸一直是困擾其拓展應用的攔路虎。而CT100采用行業標準6引腳SOT23封裝和超薄、小尺寸6引腳DFN封裝，較小的尺寸也讓它可以在物聯網以及移動設備應用中大有所為。

多維 TMR

多維科技是國內最早開始TMR技術研發的公司，通過引入國外先進技術打破TMR芯片的國外壟斷。

上圖是多維TMR低成本線性磁傳感系列的TMR2009，采用了一個獨特的推挽式惠斯通全橋結構設計，包含四個非屏蔽高靈敏度TMR傳感器元件。當外加磁場沿平行于傳敏方向變化時，惠斯通全橋提供差分電壓輸出并且該輸出具有良好的溫度穩定性。

TMR2009同樣覆蓋±1000A，在這個指標上并沒有落入下風，相比于其他非一線的TMR玩家這一指標是可以碾壓的，尤其在電流檢測領域。同時±20mT的范圍區間也是高端玩家的基準值。

在測量范圍層面，多維是絲毫不落下風的。但是多維±1.2%的線性誤差范圍相較于前兩家的±1%和±0.5%就體現出差距了。這種線性度的誤差幅度，直接導致了測量的精準度大幅下降，是應用上的短板。尤其是在多干擾因素的應用環境下，這看似不太大的差距將會帶來截然不同的測量結果。

封裝上TMR2009采用了SOT23-5（3mm×3mm×1.45mm）封裝形式，相較于CT100的封裝，仍然顯得有些大。這類器件如何小型化是每一個廠商都需要解決的難點，畢竟新興的需求都建立在小型化的基礎上。

寫在最后

關于這項技術，國外有著絕對優勢，就算是國內最早研究該技術的多維也僅有十年歷史。拋開國內外格局，單從技術來看，如何在封裝大小、線性度、敏感度、測量范圍、測量精度、接觸形態以及成本上做出差異和優勢，這是值得關注的問題。而歸根到底，材料和制造水平的發展才是重中之重。

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編輯：jq