NVEAA0002型巨磁电阻传感器特性研究与应用.PPT

巨磁电阻传感器（GMR） 各向异性磁电阻（anisotropic magneto resistance, AMR）效应材料。 AMR电磁阻率变化低，在检测微弱磁场时受到限制。 巨磁电阻（giant magneto resistance, GMR）效应是源于磁性金属的电子有自旋取向。 GMR磁电阻变化率高，使它能传感微弱磁场，扩大了磁阻式传感器的测量范围和应用面。 巨磁电阻传感器的原理 磁性多膜层的巨磁电阻效应（GMR）的两流模型解释 巨磁电阻传感器的原理 磁性多膜层的巨磁电阻效应（GMR）的两流模型解释 巨磁电阻传感器的原理 NVEAA005-02巨磁电阻（GMR）传感器原理 芯片性能说明 稳定的电压源 型号选用应根据使用环境的磁场大小来决定 灵敏度与方向有关 S(θ)=S(0)COSθ 外磁场为偶函数 电路原理（电源） C1 C2：滤波整形 C3 C4：稳压输出 放大器：同相减法器 放大器：反相减法器 放大器 通过改变阻值实现对放大器放大倍数的改变。通过跳线控制电阻的并联。 当R3 R4开路，放大倍数为120/30=4 倍； 当R3 R4闭合，并联电阻值为12KΩ，放大倍数为120/12=10倍。 由于运放为正负12V供电，因此10倍放大仅对小电压时有效。 数据测量（传感器的线性感应区） 测试过程中使用永磁铁作为磁源。 数据测量（传感器的线性感应区） Helmholtz线圈 Helmholtz线圈中心磁场强度的计算： 数据测量（对小磁场的感应 ） 数据测量（对小磁场的感应 ） 数据测量（对小磁场的感应 ） 本实验使用Helmholtz线圈来测量微弱的变化磁场。利用Helmholtz线圈通入电流时在对称点附近产生一个均匀的磁场，记录其中通过的电流，可以计算出其产生的磁场。 数据测量（对较大磁场的感应 ） 数据测量（对较大磁场的感应 ） 数据测量（对较大磁场的感应 ） 实验中采用霍尔效应仪作为磁源，产生可调范围在0-250mT的磁场以供测量。 实验结论 Nveaa005-02型传感器，有足够大的灵敏度。测量的最小磁场为10-6(T)量级，最大的测量值为80高斯（8mT）。 此芯片线性度很好，从测量数据中可以看到 从0～80Gs都表现了很好的线性。 对磁场的方向也极为敏感。 背景噪声较大。 测量很大磁场时，线性度不好。 GMR的应用 可以用来测量小磁场，取代特斯拉计成为新一代工具。 GMR磁场传感器可用来导航及用于高速公路的车辆监控系统。 测速仪、定向仪 结束 * * * * * * * * * * * * * * * * 综合物理实验 NVE AA005-02型巨磁电阻传感器特性研究与应用 赵硕张楠指导老师：刘进 反铁磁耦合时（外加磁场为0）处于高阻态的导电输运特性。 电阻：R1/2 外加磁场是该行多层薄膜处于饱和状态时相邻磁性层磁矩平行分布，而电阻处于低阻态的导电输运特性。 电阻：R2×R3/(R2+R3) R 2R1R3 输出电压= 输入电压* 传感器对磁场感应的线性区约为0-80Gs，即小于8mT。 实验中中心点磁场的计算公式为： *