自旋阀巨磁电阻传感器迟滞回线

测量地磁场

第31卷　第4期2009年8月

武汉理工大学学报 信息与管理工程版JOURNALOFWUT(INFORMATION&MANAGEMENTENGINEERING)

Vol.31No.4

Aug.2009

文章编号:1007-144X(2009)04-0584-03文献标志码:A

用自旋阀巨磁电阻传感器测量地磁场

康伟芳,杨　溢

1

2

(1.东北电力大学理学院,吉林吉林132012;2.上海复旦天欣科教仪器有限公司,上海200433)

摘　要:介绍了自旋阀巨磁电阻传感器的结构和工作原理,研究了该传感器的特性,并用它准确测量了地磁场的主要参量。由于自旋阀受强磁场干扰能很快恢复其灵敏度,且灵敏度较高,因此,其适合作为弱磁场测量升级替换产品。

关键词:巨磁电阻;自旋阀;地磁场水平分量;磁倾角中图分类号:O472.6

DOI:.3963-..04.018

　　20世纪80现,20,生活,从MP3、数码照相机到笔记本电脑等,都得益于巨磁电阻在存储和读出功能方面的技术突破,且其体积比原存储器大大缩小,便于携带。

与此同时,利用巨磁电阻效应的传感器件不断地被研制成功,其中主要有多层膜磁电阻和自旋阀磁电阻两种,多层膜巨磁电阻的结构比自旋阀的结构简单,但在极弱磁场作用时,

第2章 电阻式传感器

摘自：1、陈杰，黄鸿编著.传感器与检测技术.高等教育出版社,2010.11.

2、唐露新主编.传感与检测技术.科学出版社,2011.01. 应用部分摘自：

1、陈杰，黄鸿编著.传感器与检测技术.高等教育出版社,2010.11. 2、唐露新主编.传感与检测技术.科学出版社,2011.01.

3、许磊. 基于电阻应变式传感器实验内容的设计优化[J]. 大学物理实验. 2005(03) 4、 张锡纯,常凤娥. 现代电桥测量技术与实际应用[J]. 电测与仪表. 1994(12) 5、 刘梦伟. 基于双压电PZT薄膜单元的悬臂梁式微力传感器研究[D]. 大连理工大学 2006 6、 杜广涛. 新型MEMS磁敏传感器的研究[D]. 西南交通大学 2011

电阻式传感器是目前在非电量检测技术中应用最广、最成熟和最重要的传感器之一。 它的基本工作原理是将被测物理量(如力、形变、温度、湿度、扭矩、位移、速度、加速 度、流量等)的变化转换成敏感元件的电阻变化，再转换为相应电信号输出，达到测量目 的。电阻式传感器种类很多，有电位器式、应变式、压阻式、热阻、热敏、气敏、湿敏等 电阻式传感器。本章以电位器式传感器、

巨磁电阻效应及其应用 娄恩豪 2010301510012

实验目的

了解GMR效应的原理

测量GMR模拟传感器的磁电转换特性曲线 测量GMR的磁阻特性曲线

测量GMR开关（数字）传感器的磁电转换特性曲线 用GMR传感器测量电流

用GMR梯度传感器测量齿轮的角位移，了解GMR转速（速度）传感器的原理 通过实验了解磁记录与读出的原理

实验原理

根据导电的微观机理，电子在导电时并不是沿电场直线前进，而是不断和晶格中的原子产生碰撞（又称散射），每次散射后电子都会改变运动方向，总的运动是电场对电子的定向加速与这种无规散射运动的叠加。称电子在两次散射之间走过的平均路程为平均自由程，电子散射几率小，则平均自由程长，电阻率低。电阻定律 R=?l/S中，把电阻率?视为常数，与材料的几何尺度无关，这是因为通常材料的几何尺度远大于电子的平均自由程（例如铜中电子的平均自由程约34nm），可以忽略边界效应。当材料的几何尺度小到纳米量级，只有几个原子的厚度时（例如，铜原子的直径约为0.3nm），电子在边界上的散射几率大大增加，可以明显观察到厚度减小，电阻率增加的现象。

电子除携带电荷外，还具有自旋特性，自旋磁矩有平行或反平行于外磁场两种可能取向。早在1936年，英国物理

第八章 磁电式传感器

磁电式传感器

磁电式传感器——通过磁电作用将被测量转换在电信号 一般分为两种：

磁电感应式 霍尔式

磁电感应式传感器

磁电感应式传感器又称磁电式传感器, 是利用电磁感应原理 将被测量(如振动、位移、转速等)转换成电信号的一种传 感器。它不需要辅助电源就能把被测对象的机械量转换成易 于测量的电信号, 是有源传感器。由于它输出功率大且性能 稳定, 具有一定的工作带宽(10~1000 Hz), 所以得到普遍 应用。

磁电感应式传感器工作原理

根据电磁感应定律, 当w匝线圈在恒定磁场内运动时, 设穿过 线圈的磁通为Φ, 则线圈内的感应电势E与磁通变化率dΦ/dt 有如下关系: E=-w(dΦ/dt)

磁电感应式传感器的测量电路

磁电式传感器直接输出感应电势, 且传感器通常具有较高的 灵敏度, 所以一般不需要高增益放大器。但磁电式传感器是 速度传感器, 若要获取被测位移或加速度信号, 则需要配用 积分或微分电路。

5

霍尔式传感器

霍尔效应：置于磁场中的导体(或半导体),当有电流流过 时，在垂直于电流和磁场的方向会产生电动势(霍尔电势), 原因是电荷受到洛伦兹力的作用。B

b

fL v I

FL eV BEH

定向运动的电子除受到

篇一：电阻应变式传感器教案

专业课教案 2010年全国职业培训 参评组别：

优秀教研成果评选活动参评教案

专业分类：机电类 课程名:传感器及应用

电阻应变式传感器

作者姓名： 吕 小 亚

单 位: 陕西省彬县职业教育中心

通讯地址: 彬县西大街34号

邮政编码: 713500

联系电话: 18717285091

课题 电阻应变式传感器

一、教学设计

1、教材地位和作用

《传感器及应用》开设在机电专业第二学年，本书内容安排采用总分的结构，第二章分别介绍各类传感器的原理及应用，第一节《电阻应变式传感器》正是其中最简单最典型的一类传感器。这一节课的作用就知识体系而言，是机械、电子、化学、光学等基础知识的综合运用；就教学策略而言，是让学生掌握一种学习模式：掌握原理——实验论证——拓展应用——创新提高，而这个模式是后续章节每一种传感器的整体教学思路。

2、学情分析

本课题的授课对象是08机电2、3班。班内相当一部分学生初中没毕业，逻辑能力抽象思维能力差，前面学习的专业知识并不扎实，学生心态也比较浮躁，好的方面的是，学生好奇心强，好动性强，经过实习生活阅历有所丰富，对专业以及将来的职业有了比较理性的认识，学习的主动性有所提高。

3、教学目标定位

知识目标：1、掌握应变效应及电

友情提示：

本公司致力于产品的不断创新与提高，如果您所得到的产品与本手册提供的信息有不符之处，请以光盘中的资料为准，恕不另行通知，敬请见谅。

本公司或经销商不对本手册中的错误或遗漏处负责，也不对任何可能导因于本手册之执行或使用的必然性损坏情形负责。

本手册只提供给产品操作者参考，学者的专业理论及实验原理没有必然性指导义务。 本手册由本公司著作。未经本公司书面授权，本手册中之任何部分皆不可以任何形式影印、复制或网络传播

北京杰创永恒科技有限公司

1

目录

一、产品简介 ................................................................................................................................... 3 二、实验箱组成 ............................................................................................................................... 3 三、产品特点 ..............

1、 一应变片的电阻R0=120Ω，K=2.05，用作应变为800μm/m的传感元件。 (1)求△R与△R/R； (2)若电源电压Ui=3V，求其惠斯通测量电桥的非平衡输出电压U0。

解：(1)△R/R=Kε=2.05x800μm/106μm

-3

=1.64x10

-3-3

则△R=1.64x10 x R=1.64x10 x 120Ω=0.197Ω

Ui(2) U0 =4xKε=

3?1.64?10?3V=1.23mV 4

2、如果将 120Ω的应变片贴在柱形弹性试件上，

-42

该试件的截面积 S=0.5×10m，材料弹性模量

1124

E=2×10N/ m。若由5×10N的拉力引起应变片电阻变化了 1.2Ω，求该应变片的灵敏系数 K。

解：△R/R=1.2/120=0.01 ε

5x104=σ/E=F/SE=0.5x10?4x2x1011=0.005

K=△R/R/ε=2

3、以阻值R=120Ω，灵敏系数 K=2.0的电阻应变片与阻值 120Ω的固定电阻组成电桥，供桥电压为3V，并假定负载电阻为无穷大，当应变片的应变为 2με和2000με时，分别求出单臂、双臂差动电

第8章 磁电式传感器习题

1、 简述变磁通式和恒磁通式磁电传感器的工作原理。 2、磁电式传感器的误差及其补偿方法是什么？ 3、简述霍尔效应及霍尔传感器的应用场合

4、 霍尔元件能够测量哪些物理参数?霍尔元件的不等位电势的概念是什么，温度补偿的方法有哪几种

5、某动圈式速度传感器弹簧系统的刚度k=3200N／m，测得其固有频率为20Hz，今欲将其固有频率减小为10Hz，问弹簧刚度应为多大? 解：

?n?k/m?2?f0?f0?12?k/m?2?m?k/f0

f0 =20Hz ， k=3200N/m时， 2?m?f0′=10Hz时，由k?2?mf0'

3200/20?22

22k?2?mf'?22?10?800??/m? 0则

??2??26、已知恒磁通磁电式速度传感器的固有频率为10Hz，质量块重2.08N，气隙磁感应强

度为1T，单匝线圈长度为4mm，线圈总匝数1500匝，试求弹簧刚度k值和电压灵敏度Ku值(mV/(m/s))。

解：由??k/m，则

k=ω2 m=(2?f)2 m=(2?×10)2×2.08/9.8

2

=

第8章 磁电式传感器习题

1、 简述变磁通式和恒磁通式磁电传感器的工作原理。 2、磁电式传感器的误差及其补偿方法是什么？ 3、简述霍尔效应及霍尔传感器的应用场合

4、 霍尔元件能够测量哪些物理参数?霍尔元件的不等位电势的概念是什么，温度补偿的方法有哪几种

5、某动圈式速度传感器弹簧系统的刚度k=3200N／m，测得其固有频率为20Hz，今欲将其固有频率减小为10Hz，问弹簧刚度应为多大? 解：

?n?k/m?2?f0?f0?12?k/m?2?m?k/f0

f0 =20Hz ， k=3200N/m时， 2?m?f0′=10Hz时，由k?2?mf0'

3200/20?22

22k?2?mf'?22?10?800??/m? 0则

??2??26、已知恒磁通磁电式速度传感器的固有频率为10Hz，质量块重2.08N，气隙磁感应强

度为1T，单匝线圈长度为4mm，线圈总匝数1500匝，试求弹簧刚度k值和电压灵敏度Ku值(mV/(m/s))。

解：由??k/m，则

k=ω2 m=(2?f)2 m=(2?×10)2×2.08/9.8

2

=

论文题目：热电阻传感器及其应用

姓名：刘奕沛

班级：车辆工程091201

学号：200912070116

热电阻传感器及其应用

摘要：热电阻传感器适用于温度检测要求较高的场合。介绍了金属热电阻和热敏热电阻传感器的工作原理、分类、结构及应用。

关键词：传感器；热电阻；热敏

Abstract

Thermal resistor sensor suitable for the occasion that requires high temperature detection. Introduce the operating principle,classification,structure and application about the metal thermal resistor and heat-sensitive resistance sensor.

Key words

sensor ;thermal resistor ; heat-sensitive

新技术革命的到来，世界开始进入信息时代。在利用信息的过程中，首先要解决的就是要获取准确可靠的信息，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。传感器早已渗透到诸如工业生产、宇宙