Wiegandセンサーはどのように機能
Wiegand作動原理
Wiegandセンサは、外部からの電圧や電流の印加を必要とせず、二極式の磁気センシングが可能です。このセンサのユニークな材料特性は、磁界の極性が切り替わるたびに一貫したパルスを生成することが可能です。磁気センシングに加え、単一パルスのエネルギーを利用して超低消費電力の電子機器に電力を供給することができます。また連続したパルスを蓄積して回路のエネルギー需要を相殺したり、断続的に電源が供給される電子回路の「起動」に使用したりすることもできます。そのため、低消費電力・省電力のアプリケーションに最適な磁気センサです。
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ウィーガンド効果はどう違うのか？
Wiegandワイヤから発生する電気パルスは非常に短いが、その強さは外部磁場の変化の遅速に関わらずほぼ一定です。電磁誘導を利用したダイナモは、回転運動を電気エネルギーに変換するのに有効ですが、出力電力は回転速度によって変化するため、これがWiegand効果の特徴になります。ダイナモをゆっくり回すと、出力レベルが低すぎて役に立たないことがあります。しかしWiegandワイヤでは、磁界が反転するたびに発生する電気エネルギーの量が、幅広い速度域で一定に保たれるのです。
最近Wiegand効果によるエネルギー出力が強化され、無線通信用の超高効率な新世代の電子チップが登場したことで、この技術は、特にモノのインターネット（IoT）という興味深い新分野で大きな可能性を示しています。
Wiegand技術をお客様のアプリケーションでどのように使用できるか、ご質問やアイデアはありませんか？当社の技術担当者は、いつでもお客様のご質問にお答えし、どんなアイデアでもご相談に応じます。
お問い合わせWiegand発見の歴史
Wiegand効果とは、1970年代にアメリカの発明家John Wiegandが発見した物理現象で、強磁性体ワイヤを繰り返し伸ばしたりねじったりすることで、その磁気特性を変化させることを発見しました。Wiegandワイヤは、反転する外部磁界にさらされると、最初は元の磁性状態を保ちます。しかし外磁場の強さが臨界値に達すると、磁性的に柔らかいワイヤの領域が急激に極性を反転させます。
この変化は数マイクロ秒で起こり、これを利用してワイヤに巻かれた細い銅のコイルに電流を誘導することができます。短いWiegandワイヤとその周囲の銅製コイルを組み合わせたものがWiegandセンサと呼ばれるものです。これはSMD（表面実装デバイス）パッケージでUBITOから購入可能です
Wiegandワイヤの製造
Wiegandワイヤは、バナジウム、鉄、コバルトの合金であるビカロイワイヤのスプールを焼きなまし、同時に伸ばしたりねじったりする工程を経て製造されています。この積極的な冷間加工により、金属の結晶構造が変化し、保磁力の大きく異なる内核と外殻の2つの領域が形成されます。保磁力とは強磁性体の特性が、外部磁場による磁化のしやすさをもたらします。軟鋼のような磁気的に柔らかい材料は保磁力が低く、容易に磁気状態を変化させることができます。一方、永久磁石に使われる合金のような磁気的に硬い材料は、非常に強い外界にさらされない限り、磁気状態を保持します。この2つの領域の相互作用により、ワイヤは高いレベルの磁気ヒステリシスを持つようになります。Wiegandワイヤは、John Wiegandとその共同研究者が試行錯誤の末に完成させたもので、「レシピ」と呼ばれています。彼らが開発したWiegandワイヤ製造装置は、回転するフレームが何本もあり、線材を伸ばしたり、ねじったり、ほぐしたりする速度がさまざまです。この機械は、John Wiegandの研究ノートとともにFRABAが譲り受けました。その後FRABAとそのパートナーによる研究により、この工程は自動化され品質と一貫性が最適化されました。
