智能技術(shù)是當(dāng)今許多消費(fèi)電子設(shè)備的一個(gè)組成部分。在智能家居市場，越來越多的智能家居在設(shè)計(jì)中開始采用傳感器，以實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的傳感和控制。位置傳感器、接近傳感器、液位傳感器、流量和速度控制傳感器技術(shù)被用于范圍廣泛的電器中，以提高準(zhǔn)確性、可靠性和效率。現(xiàn)代的智能電器設(shè)計(jì)需要在每個(gè)單元布置多個(gè)傳感器，如圖1所示。

圖1

1.對消費(fèi)者便利和家庭自動化的需求推動了對采用智能傳感器的家用電器的需求。由于現(xiàn)代家庭越來越依賴于智能技術(shù)，采用先進(jìn)傳感技術(shù)的智能家電技術(shù)并使同步通信和控制成為可能。

2.全球各地包括亞洲、南美和其他各洲，對于高效節(jié)能而且價(jià)格低廉的電器的需求持續(xù)增長。

3.不斷上漲的能源價(jià)格和相關(guān)政府法規(guī)要求使用節(jié)能的智能家居家用電器。傳感器在多種應(yīng)用中的廣泛使用，包括智能電網(wǎng)、智能建筑以及智能工業(yè)過程控制，將有助于實(shí)現(xiàn)更有效的資源利用和減少溫室氣體排放。通過采用內(nèi)置高效節(jié)能的先進(jìn)技術(shù)顯著降低了能源和水的需求水平，同時(shí)最大程度減少了相應(yīng)的水電浪費(fèi)。

4.微處理器控制系統(tǒng)的使用減少了對大型機(jī)械接觸器/繼電器和傳統(tǒng)上以數(shù)安培電流開關(guān)白熾燈的開關(guān)技術(shù)的需求。

今天的智能家電需要低電壓和低電流的開關(guān)/傳感裝置。非接觸式傳感裝置是機(jī)械裝置的理想替代品。磁簧開關(guān)和霍爾傳感器是適合數(shù)以百萬次運(yùn)行周期的非接觸式傳感技術(shù)。它們之所以被認(rèn)為是非接觸式的，是因?yàn)閱悠骷o需與傳感器產(chǎn)生物理接觸來改變傳感器輸出。

磁簧開關(guān)

磁簧開關(guān)是一種由外加磁場操作的電子開關(guān)。作為一種無源器件，它不需要任何電能來運(yùn)行。簧片通常被密封在充滿惰性氣體的密封玻璃管中。這種開關(guān)由兩個(gè)或三個(gè)被稱為簧片的薄金屬片構(gòu)成，這些金屬片頂端有電鍍觸點(diǎn)，它們之間有很小的間隔（如圖2）。

圖2

由于其簡單和可靠的性能，磁簧開關(guān)成為低功率應(yīng)用（如智能家居電器）的理想選擇。磁簧開關(guān)通常在冰箱和烤箱門中用以檢測門的打開或關(guān)閉狀態(tài)。傳感器向控制單元發(fā)出信號以迅速啟動或停止電器中的LED照明。

磁簧開關(guān)的磁靈敏度開關(guān)點(diǎn)比固態(tài)開關(guān)更為精確。對于在各種工作條件下都要發(fā)揮正常功能的系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來說，高精度是非常重要的。由于磁簧開關(guān)的觸點(diǎn)是密封的，從而避免了許多電器中常見的極端溫度、濕度和水分的影響，不會因此影響到它們的接觸穩(wěn)定性和運(yùn)行壽命。

霍爾傳感器

霍爾傳感器是基于半導(dǎo)體技術(shù)的傳感器，原理是響應(yīng)磁場的變化而改變感應(yīng)電壓。這類傳感器將霍爾效應(yīng)傳感元件結(jié)合到電路中，以提供一個(gè)對應(yīng)磁場變化而感應(yīng)的數(shù)字開/關(guān)或模擬輸出信號，而無需任何運(yùn)動部件。霍爾效應(yīng)器件是可編程的，可以以各種方式加以使用以獲得多種輸出，包括數(shù)字、模擬和速度感測。

不同于磁簧開關(guān)，霍爾效應(yīng)器件含有源電路，因此始終需要少量的電流（見圖3）。

圖3

非接觸式傳感器在智能家居中的優(yōu)勢

非接觸式傳感器的輸出信號選項(xiàng)包括位置感應(yīng)信號和線性或旋轉(zhuǎn)感應(yīng)的比率量度輸出值。這些信號可以提供瞬時(shí)響應(yīng)，從而確保更嚴(yán)格的控制和更好的分辨度，帶來增強(qiáng)的感應(yīng)精確度。

采用非接觸式傳感技術(shù)，對要求嚴(yán)格容差的應(yīng)用來說具有更大的靈活性，對于安裝傳感器的空間非常有限的狹窄空間，這一點(diǎn)尤為重要。

非接觸式傳感器在整個(gè)電器壽命中可提供改善的可靠性和耐久性，因?yàn)樗鼈儾皇軝C(jī)械觸點(diǎn)機(jī)械磨損或氧化積累的影響。此外，這些傳感器不會因許多家用電器中常見的溫度和濕度變化而受到影響。

非接觸式傳感解決方案幫助實(shí)現(xiàn)了家用電器所需要的能源效率從而獲得能源之星評級。越來越多的能源之星電器的使用對環(huán)境產(chǎn)生的積極影響。

與具有可見的杠桿或按鈕的機(jī)械器件不同，非接觸式技術(shù)的傳感器和磁體致動器隱藏在電器面板的后面。從而可以產(chǎn)生更多時(shí)尚、并有吸引力的設(shè)計(jì)，更受當(dāng)代客戶的喜愛。

總結(jié)