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(zhuǎn)換元件與測量電路組成，再加上相應的放大電路等等就構(gòu)成了整個測量系統(tǒng)。這種系統(tǒng)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(fā)展，傳感器的標準也越來越高，總的看來，寬頻率響應，大動態(tài)范圍，高靈敏度，高精度，高穩(wěn)定性和重復性是發(fā)展趨勢。開環(huán)的傳感器系統(tǒng)越來越難滿足這樣的需求。因此結(jié)合了反饋技術(shù)的閉環(huán)傳感成了滿足這些要求的更完整的傳感器系統(tǒng)。這種模式中又以TMR技術(shù)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(yōu)勢。這種結(jié)構(gòu)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(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在其應用愈發(fā)廣泛。

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

（TDK）

CUR 423x是為了汽車和工業(yè)應用中的電流測量而開發(fā)的，已經(jīng)在汽車產(chǎn)品中通過了驗證，采用的是高精度，線性閉環(huán)TMR技術(shù)。CUR 423x是該系列中第一款支持大電流直流和交流測量的產(chǎn)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(wǎng)和電動汽車的高壓電池管理系統(tǒng)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(chǎn)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(diào)，支持不同應用的電流范圍。輸出也是可調(diào)節(jié)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(shù)字補償、溫度補償、低通濾波等輔助技術(shù)。為了確保整個傳感器系統(tǒng)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(huán)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(yè)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(yōu)勢。

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

（Crocus）

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(tài)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(yè)高端TMR技術(shù)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(yè)內(nèi)天花板了。這也可以看出作為第一批專注TMR技術(shù)的公司，Crocus在技術(shù)上的領(lǐng)先，尤其是測量精度上的領(lǐng)先。

上面說到，這種技術(shù)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(yè)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(lián)網(wǎng)以及移動設(shè)備應用中大有所為。

多維科技是國內(nèi)最早開始TMR技術(shù)研發(fā)的公司，通過引入國外先進技術(shù)打破TMR芯片的國外壟斷。

（多維科技）

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(jié)構(gòu)設(shè)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(wěn)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(lǐng)域。同時±20mT的范圍區(qū)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(xiàn)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(huán)境下，這看似不太大的差距將會帶來截然不同的測量結(jié)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(chǔ)上。

TMR這項技術(shù)，國外有著絕對優(yōu)勢，就算是國內(nèi)最早研究該技術(shù)的多維也僅有十年歷史。拋開國內(nèi)外格局，單從技術(shù)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(tài)以及成本上做出差異和優(yōu)勢，這是值得關(guān)注的問題。而歸根到底，材料和制造水平的發(fā)展才是重中之重。