電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/李誠）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檢測磁場、電流變化確定被測物體的移動和存在信息，并將檢測到的接近信息轉(zhuǎn)換為開關(guān)電信號輸出。同時接近傳感器也被稱為接近開關(guān)，是傳統(tǒng)接觸式限位開關(guān)檢測方式的一種衍生物。

應(yīng)用普及，接近傳感器多樣化發(fā)展

隨著工業(yè)自動化、數(shù)碼設(shè)備智能化的持續(xù)演進，接近傳感器的應(yīng)用也得以鋪開，成為了智能化生產(chǎn)中不可缺失的一環(huán)。在各個應(yīng)用領(lǐng)域快速普及的同時，接近傳感器也在多樣化發(fā)展的路線上不斷前進，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光源發(fā)射器和一個光源接收檢測器組成，工作原理與激光雷達類似，都是通過向外界發(fā)射光束來檢測被測目標的存在，只要是能夠反射光線或阻擋光線的物體都可作為檢測目標，在實際應(yīng)用中光電式接近傳感器多用于感應(yīng)式水龍頭、感應(yīng)式手部烘干機等。

超聲波接近傳感器是通過聲音回傳的方式檢測目標物，主要應(yīng)用于工業(yè)、汽車領(lǐng)域，感應(yīng)檢測范圍在2.5m以內(nèi)，同時還能實現(xiàn)距離測距功能。下面我們來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)域上的絕對優(yōu)勢，AMS推出了一款可應(yīng)用于TWS耳機，為其提供入耳檢測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現(xiàn)了創(chuàng)新，集成了入耳檢測與電源管理的功能。

據(jù)AMS表示，這款傳感器是當時業(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的圓柱形耳機桿內(nèi)部，為TWS耳機廠商提供更為靈活的產(chǎn)品設(shè)計。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，為其他電子元件空出更多寶貴的空間，集成更多提升用戶體驗的功能，助力TWS耳機差異化發(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，通過近紅外光電探測器與負責(zé)控制電路的配合，能夠在弱光環(huán)境中完成對高度擴散和光譜失真的材料提供穩(wěn)定可靠的近距離接近檢測功能。在實際應(yīng)用中可根據(jù)使用需求，分別對時序與功率進行配置調(diào)整傳感器的靈敏度和在工作中產(chǎn)生的噪聲，接近檢測的觸發(fā)條件也可以通過調(diào)整觸發(fā)閾值的上、下限完成。

為提升探測精度與抗干擾能力，AMS對這款傳感器進行了深入的設(shè)計，采用了串擾抑制和高環(huán)境光抗擾性的設(shè)計以及高效的算法，盡可能地降低測量值與實際值得誤差。同時還引入了多有的專利技術(shù)用于設(shè)計數(shù)字型I2C通信接口，在終端產(chǎn)品設(shè)計中，通常會使用兩個或兩個以上的傳感器用以提升用戶的使用體驗，這一專利技術(shù)的引進可將兩個TMD2636都集成在一條總線上，極大的降低了多器件系統(tǒng)電路的設(shè)計難度。

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，當接近傳感器檢測到耳機處于佩戴狀態(tài)時，耳機會自動開機。反之，移除時自動關(guān)斷電源。通過接近傳感器集成電源管理的方式使得TWS耳機的電源管理功能更加智能化。同時這款的工作與待機能效也很低，當傳感器處于工作狀態(tài)時，平均電流在70μA左右，當處于待機狀態(tài)下時，系統(tǒng)的待機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，主要是通過接收檢測目標回傳的聲波進行移動與存在判斷的，相較于其他類型的接近傳感器，超聲波接近傳感器在探測距離方面更具優(yōu)勢，且不受被測物體的形狀與透明度影響，多在玻璃、塑料和液位檢測中應(yīng)用。

此前，TI推出了一款基于汽車、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)實際應(yīng)用場景編程的超聲波AFE，是液位測量儀以及距離/接近傳感測量裝置的理想選擇。TDC1000可通過編程的方式，對傳感器的工作頻率在31.25kHz至4MHz之間進行調(diào)解。該芯片的測量范圍高達8ms，共配備了兩個發(fā)射器通道和接收器通道，可滿足單傳感器或雙傳感器的應(yīng)用需求。同時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)生的抖動極低，可在低流量和零流量的液位檢測中實現(xiàn)皮秒級的分辨率和測量精度。

在系統(tǒng)能效方面，TDC1000可根據(jù)不同的工作模式，進行自適應(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

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