電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/李誠(chéng)）接近傳感器是一種非接觸式的行為感知傳感器，一般情況下接近傳感器通過(guò)檢測(cè)磁場(chǎng)、電流變化確定被測(cè)物體的移動(dòng)和存在信息，并將檢測(cè)到的接近信息轉(zhuǎn)換為開(kāi)關(guān)電信號(hào)輸出。同時(shí)接近傳感器也被稱(chēng)為接近開(kāi)關(guān)，是傳統(tǒng)接觸式限位開(kāi)關(guān)檢測(cè)方式的一種衍生物。

應(yīng)用普及，接近傳感器多樣化發(fā)展

隨著工業(yè)自動(dòng)化、數(shù)碼設(shè)備智能化的持續(xù)演進(jìn)，接近傳感器的應(yīng)用也得以鋪開(kāi)，成為了智能化生產(chǎn)中不可缺失的一環(huán)。在各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域快速普及的同時(shí)，接近傳感器也在多樣化發(fā)展的路線(xiàn)上不斷前進(jìn)，并在傳統(tǒng)的電感式接近傳感器、電容式接近傳感器的基礎(chǔ)上衍生出了光電式接近傳感器以及超聲波傳感器。

光電式接近傳感器主要由一個(gè)光源發(fā)射器和一個(gè)光源接收檢測(cè)器組成，工作原理與激光雷達(dá)類(lèi)似，都是通過(guò)向外界發(fā)射光束來(lái)檢測(cè)被測(cè)目標(biāo)的存在，只要是能夠反射光線(xiàn)或阻擋光線(xiàn)的物體都可作為檢測(cè)目標(biāo)，在實(shí)際應(yīng)用中光電式接近傳感器多用于感應(yīng)式水龍頭、感應(yīng)式手部烘干機(jī)等。

超聲波接近傳感器是通過(guò)聲音回傳的方式檢測(cè)目標(biāo)物，主要應(yīng)用于工業(yè)、汽車(chē)領(lǐng)域，感應(yīng)檢測(cè)范圍在2.5m以?xún)?nèi)，同時(shí)還能實(shí)現(xiàn)距離測(cè)距功能。下面我們來(lái)共同了解一下幾款助力智能化發(fā)展的接近傳感器產(chǎn)品。

AMS最小光電式接近傳感器

基于在光學(xué)領(lǐng)域上的絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，AMS推出了一款可應(yīng)用于TWS耳機(jī)，為其提供入耳檢測(cè)功能的光電式接近傳感器TMD2636，該傳感器在軟硬件等多方面實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)新，集成了入耳檢測(cè)與電源管理的功能。

據(jù)AMS表示，這款傳感器是當(dāng)時(shí)業(yè)界內(nèi)最小的一款接近傳感器，規(guī)格尺寸為2*1*0.35mm，最薄處僅有0.35mm，芯片體積為0.7mm³，能夠輕松地放置于1~2mm的圓柱形耳機(jī)桿內(nèi)部，為T(mén)WS耳機(jī)廠(chǎng)商提供更為靈活的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。AMS還表示該傳感器的體積相較于目前市面上的主流傳感器小30%以上。極小的芯片尺寸有利于終端設(shè)備的小型化設(shè)計(jì)，為其他電子元件空出更多寶貴的空間，集成更多提升用戶(hù)體驗(yàn)的功能，助力TWS耳機(jī)差異化發(fā)展。

TMD2636是一款采用了940nm紅外垂直腔體表面發(fā)射器的紅外接近傳感器，通過(guò)近紅外光電探測(cè)器與負(fù)責(zé)控制電路的配合，能夠在弱光環(huán)境中完成對(duì)高度擴(kuò)散和光譜失真的材料提供穩(wěn)定可靠的近距離接近檢測(cè)功能。在實(shí)際應(yīng)用中可根據(jù)使用需求，分別對(duì)時(shí)序與功率進(jìn)行配置調(diào)整傳感器的靈敏度和在工作中產(chǎn)生的噪聲，接近檢測(cè)的觸發(fā)條件也可以通過(guò)調(diào)整觸發(fā)閾值的上、下限完成。

為提升探測(cè)精度與抗干擾能力，AMS對(duì)這款傳感器進(jìn)行了深入的設(shè)計(jì)，采用了串?dāng)_抑制和高環(huán)境光抗擾性的設(shè)計(jì)以及高效的算法，盡可能地降低測(cè)量值與實(shí)際值得誤差。同時(shí)還引入了多有的專(zhuān)利技術(shù)用于設(shè)計(jì)數(shù)字型I2C通信接口，在終端產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，通常會(huì)使用兩個(gè)或兩個(gè)以上的傳感器用以提升用戶(hù)的使用體驗(yàn)，這一專(zhuān)利技術(shù)的引進(jìn)可將兩個(gè)TMD2636都集成在一條總線(xiàn)上，極大的降低了多器件系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì)難度。

在電源管理與系統(tǒng)功耗方面，這款傳感器加入了電源管理功能，當(dāng)接近傳感器檢測(cè)到耳機(jī)處于佩戴狀態(tài)時(shí)，耳機(jī)會(huì)自動(dòng)開(kāi)機(jī)。反之，移除時(shí)自動(dòng)關(guān)斷電源。通過(guò)接近傳感器集成電源管理的方式使得TWS耳機(jī)的電源管理功能更加智能化。同時(shí)這款的工作與待機(jī)能效也很低，當(dāng)傳感器處于工作狀態(tài)時(shí)，平均電流在70μA左右，當(dāng)處于待機(jī)狀態(tài)下時(shí)，系統(tǒng)的待機(jī)功耗僅為工作功耗的1/100（0.7μA）。

TI超聲波接近傳感器模擬前端

超聲波接近傳感器，主要是通過(guò)接收檢測(cè)目標(biāo)回傳的聲波進(jìn)行移動(dòng)與存在判斷的，相較于其他類(lèi)型的接近傳感器，超聲波接近傳感器在探測(cè)距離方面更具優(yōu)勢(shì)，且不受被測(cè)物體的形狀與透明度影響，多在玻璃、塑料和液位檢測(cè)中應(yīng)用。

此前，TI推出了一款基于汽車(chē)、工業(yè)、醫(yī)療領(lǐng)域應(yīng)用的液位超聲波接近傳感器模擬前端TDC1000 。
TDC1000是一款可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景編程的超聲波AFE，是液位測(cè)量?jī)x以及距離/接近傳感測(cè)量裝置的理想選擇。TDC1000可通過(guò)編程的方式，對(duì)傳感器的工作頻率在31.25kHz至4MHz之間進(jìn)行調(diào)解。該芯片的測(cè)量范圍高達(dá)8ms，共配備了兩個(gè)發(fā)射器通道和接收器通道，可滿(mǎn)足單傳感器或雙傳感器的應(yīng)用需求。同時(shí)接收器通道還集成了低噪聲、可編程的增益放大器和比較器，產(chǎn)生的抖動(dòng)極低，可在低流量和零流量的液位檢測(cè)中實(shí)現(xiàn)皮秒級(jí)的分辨率和測(cè)量精度。

在系統(tǒng)能效方面，TDC1000可根據(jù)不同的工作模式，進(jìn)行自適應(yīng)的功耗優(yōu)化，平均工作電流為1.8μA，可在2.7~5.5V的寬壓范圍內(nèi)穩(wěn)定工作。

結(jié)語(yǔ)

接近傳感器在工業(yè)自動(dòng)化，消費(fèi)類(lèi)電子智能化的發(fā)展浪潮中持續(xù)演進(jìn)，朝著多樣化的方向快速發(fā)展。在消費(fèi)類(lèi)電子應(yīng)用中，接近傳感器有利于降低設(shè)備的系統(tǒng)功耗，增強(qiáng)設(shè)備的續(xù)航能力，在工業(yè)應(yīng)用中促進(jìn)了傳統(tǒng)工業(yè)向自動(dòng)化的轉(zhuǎn)型。